Эволюция соседей: спиральные галактики редки в сверхгалактической плоскости

Галактики, аналогичные нашему Млечному Пути, оказались загадочно редким явлением в нашем ближайшем космическом окружении. Новые вычислительные модели помогли астрономам наконец разгадать эту загадку.

Млечный Путь расположен внутри сверхгалактической плоскости — огромного листа, простирающегося на миллиард световых лет, или "сверхскопления", на котором сосредоточены крупные галактические скопления. Однако другие спиральные галактики на этой гигантской плоскости встречаются крайне редко, в то время как яркие эллиптические галактики обнаруживаются значительно чаще.

Астрономы теперь предполагают, что это связано с тем, что частые столкновения галактик в нашем окружении привели к тому, что эллиптические галактики заняли свои позиции. В то время как наша галактика каким-то образом сохранила свою форму. Результаты исследования данных астрономов были опубликованы 20 ноября в журнале Nature Astronomy.

"Распределение галактик в сверхгалактической плоскости действительно удивительно. Это редкое, но не совсем аномальное явление: наши модели раскрывают подробности формирования галактик, такие как превращение спиралей в эллиптические в результате их столкновений", — заявил профессор физики Даремского университета в Великобритании Карлос Френк.

Местное сверхскопление представляет собой плоское образование из нескольких массивных скоплений галактик, содержащих тысячи галактик. Галактики внутри этих скоплений можно разделить на две основные категории: эллиптические галактики, наполненные древними звёздами и обладающие гигантскими сверхмассивными черными дырами, и спиральные галактики, подобные нашей, с меньшими черными дырами в их центрах и активно формирующимися звездами вдоль их спиральных рукавов.

Несмотря на это, с момента открытия французским астрономом Жераром де Вокулером в 1950-х годах учёные обратили внимание на загадочное расхождение: скопление было насыщено яркими эллиптическими галактиками, но спиральные галактики были явно редким явлением.

Для изучения эволюции нашего космического окружения исследователи нового исследования прибегли к суперкомпьютерному моделированию под названием "Simulations Beyond the Local Universe" (SIBELIUS). Проанализировав эволюцию наблюдаемых галактик на протяжении 13,8 млрд лет, исследователи построили модель, точно воссоздающую эволюцию плоскости.

В ходе моделирования исследователи обнаружили, что спиральные галактики в плотных скоплениях сверхгалактической плоскости часто сталкиваются друг с другом, приводя к катастрофическим столкновениям, разрушающим их хрупкие рукава и превращающим их в эллиптические галактики. Этот процесс также приводит к выбросу дополнительного материала в чёрную дыру поражённой галактики, увеличивая её размер.

С другой стороны, спиральные галактики, находящиеся в удаленных от плоскости регионах, в основном избегали космических столкновений, что позволило им сохранить свою структуру. Это не делает спиральные галактики, подобные нашей, необычными в хаотичной среде плоскости, но они оказались исключительными тем, что избежали более серьёзных повреждений — по крайней мере, на данный момент.