なぜ巨大な超銀河面は主に 1 種類の銀河で満たされているのでしょうか?この長年の天文学の謎がついに解決されるかもしれません。私たちの宇宙の故郷である天の川銀河は、局地銀河超銀河団として知られる広大な土地に位置しています。この巨大な構造には、無数の巨大な銀河団と多数の個別の銀河が含まれています。超銀河団はパンケーキのような構成が特徴で、直径がほぼ 10 億光年あるため、超銀河面と呼ばれています。
宇宙のほとんどの銀河は 2 つのカテゴリに分類されます。1 つ目は楕円銀河で、主に古い星で構成され、非常に巨大な中心ブラック ホールを含むことがよくあります。 2 つ目は、天の川に似た渦巻き構造を持つ星形成活動中の円盤銀河です。これら 2 種類の銀河は局所超銀河団にも存在しますが、超銀河面は明るい楕円銀河で満たされているのに対し、明るい円盤銀河は著しく不足しています。
私たちの宇宙にこの奇妙な銀河の分離が存在することは1960年代から人々に知られており、有名な宇宙学者で2019年のノーベル賞受賞者であるジム・ピーブルズが最近まとめた「宇宙の異常」のリストの中で大きく取り上げられている。
今回、ヘルシンキ大学の天体物理学者ティル・サワラ氏とピーター・ヨハンソン氏率いる国際チームは、その説明を見つけたようだ。 Nature Astronomy に掲載された論文の中で、彼らは、超銀河面の内側と外側の環境の違いにより、楕円銀河と円盤銀河の異なる分布がどのようにして自然に生じるのかを示しています。
「超銀河面上の高密度の銀河団では、銀河が頻繁に相互作用して合体し、楕円銀河を形成し、超大質量ブラックホールが成長する。対照的に、超銀河面から遠く離れた銀河は比較的孤立した環境で進化することができ、それが渦巻構造の維持に役立っている」とティエル・ザヴァラ氏は述べた。
研究チームは、初期宇宙から 138 億年前の現在までの宇宙の進化を追跡する SIBELIUS (Simulation Beyond the Local Universe) シミュレーションを利用しました。これは、英国のスーパーコンピューターとフィンランドの CSCMahti スーパーコンピューター上で実行されます。
同様のシミュレーションのほとんどは宇宙のランダムなスライスを考慮しており、観測値と直接比較することはできませんが、SIBELIUS シミュレーションは、局所的なスーパークラスターを含む観測された構造を正確に再現することを目的としています。最終的なシミュレーション結果は驚くほど観察結果と一致しました。
「昨年の 12 月、偶然、私はジム・ピーブルズを偲ぶシンポジウムに招待されました。そこで彼はこの問題を紹介しました。答えが含まれているかもしれないシミュレーションが完了したことに気づきました。」とティル・サワラ氏はコメントしました。 「私たちの研究は、銀河進化の既知のメカニズムがこの独特の宇宙環境でも機能していることを示しています。」
ヘルシンキ大学のクンプラキャンパスには物理学科の隣に、局所超銀河団内の銀河の分布を示す大きな像があります。この像は、新しい研究の共著者である英国の宇宙学者カルロス・フレンクによって20年前に設置されました。 」
「局所超銀河団内の銀河の分布は確かに注目に値する。しかし、これは異常ではない。我々の結果は、我々の暗黒物質の標準モデルが宇宙で最も注目すべき構造を生み出すことができることを示している」とフレンク氏は新たな結果について語った。
参考文献：「局所超銀河団における楕円銀河と円盤銀河の異なる分布は、ΛCDM の予測である」ティル・サワラ、カルロス・フレンク、イェンス・ヤッシュ、ピーター・H・ヨハンソン、ギレム・ラヴォー共著、2023 年 11 月 20 日、「Nature - Astronomy」。
DOI:10.1038/s41550-023-02130-6
コンパイルされたソース: ScitechDaily