Астрономы выяснили почему спиральные галактики так редки

Галактики, подобные нашему Млечному Пути, редко встречаются во Вселенной. Новое суперкомпьютерное моделирование помогло астрономам, наконец, ответить, почему.

Млечный Путь расположен внутри скопления галактик на плоскости Сверхгалактики — слоя шириной в миллиард световых лет, или "сверхскопления", к которому прикреплены крупные скопления галактик. Но другие спиральные галактики удивительно редки вдоль этой гигантской плоскости, в то время как яркие эллиптические галактики встречаются гораздо чаще.

Астрономы предполагают, что бурная история частых столкновений галактик наполнила наши окрестности эллипсами, каким-то образом пощадив нашу собственную галактику. Они опубликовали свои выводы 20 ноября в журнале Nature Astronomy.

"Распределение галактик в сверхгалактической плоскости действительно примечательно, - говорит Карлос Фрэнк, профессор физики Даремского университета в Великобритании. - Это редкая, но не полная аномалия: наше моделирование раскрывает детали формирования галактик, например, превращение спиралей в эллипсы в результате слияния галактик".

Местное сверхскопление представляет собой образование в форме блина из нескольких массивных скоплений галактик, содержащих тысячи галактик. Галактики внутри этих скоплений делятся на две широкие категории: эллиптические галактики, заполненные древними звездами и закрепленные гигантскими сверхмассивными черными дырами; и спиральные галактики, подобные нашей, с меньшими сверхмассивными черными дырами в их центрах и множеством молодых звезд, все еще формирующихся вдоль их тонких спиральных рукавов.

Однако с момента открытия плоскости французским астрономом Жераром де Вокулером в 1950-х годах ученые заметили загадочное несоответствие: плоскость кишела яркими эллиптическими галактиками, в то время как спиральные галактики были заметно редки.

Чтобы изучить эволюцию нашего космического соседства, ученые, стоящие за новым исследованием, обратились к суперкомпьютерному моделированию под названием Simulations Beyond the Local Universe (Симуляции за пределами Локальной Вселенной) (СИБЕЛИУС). Перемотав эволюцию наблюдаемых галактик на 13,8 миллиарда лет назад до их начала с Большого взрыва, исследователи построили модель, которая точно воссоздала эволюцию плоскости.

В ходе своего моделирования исследователи увидели, что спиральные галактики в плотных скоплениях Сверхгалактической плоскости часто сталкиваются друг с другом в катастрофических столкновениях, разрушая свои тонкие рукава и превращаясь в эллиптические галактики. Этот процесс также заталкивал больше вещества в жерло сверхмассивной черной дыры, попавшей в галактику, делая черные дыры еще больше.

С другой стороны, спиральные галактики, обнаруженные в регионах, удаленных от плоскости, в основном не участвовали в космической драке, что позволило им сохранить свои структуры. Спиральные галактики продолжают эволюционировать, однако они смоги избежали наихудшего ущерба — пока.