研究發現宇宙網控制著星系的生命進程

宇宙網的電腦模擬圖。（NASA）

新研究發現，宇宙網與星系的生命進程有著密切的關係：不在宇宙網絲線上的星系多是年輕的星系，之後星系向絲線靠近並逐漸老化，最後融入位於絲線交匯點的星系群，此時的星系多數已經處於老年階段。

「宇宙網」結構是近幾年科學家發現的宇宙大規模結構。看似沒有聯繫的、相隔遙遠的星系群、星座之間，其實都由宇宙氣體塵埃和暗物質構成的像絲線一樣的結構連接起來。這種結構就像宇宙的脈絡一樣，以複雜的形態交織在一起，形成一張巨大的宇宙網。

科學家發現，在宇宙網內絲線的交匯點，往往是大型星系群所在的地方。星系群就是數百個、甚至幾千個星系由於引力匯聚在一起組成的大型群落結構，也叫星座。科學家以前只知道，宇宙網肯定對星系的形態起到影響。新研究發現宇宙網對星系的影響比之前估計的深遠得多。

瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）天體物理實驗室（LASTRO）的科學家研究了室女座（Virgo）周圍的數千個星系，發現了一些驚人的規律。室女座約有1,500多個星系，距離銀河系6500萬光年左右，是距離銀河系較近的一個星座。

主要研究者之一帕斯卡爾·雅布隆卡（Pascale Jablonka）說：「星系的形態、所含氣體的多與少、新星誕生率等多項特性，都直接受到它們所在宇宙環境的影響。我們知道，處於物質非常密集環境下的星系所誕生的新星很少，而且通常是橢圓的形狀。但是我們以前不知道宇宙網的絲線究竟對星系起到甚麼影響。這正是此研究要調查的問題。」

研究人員查看了室女座周圍大約7,000個星系的情況。這些星系遍布的區域範圍是室女座半徑的12倍。其中250個星系足夠大，科學家能夠準確地估計裏面氣體的含量，特別是誕生新星所需的低溫、稠密的原子氫的情況。這是同類研究中調查過星系數量最多的一份。

結果發現，星系的形狀、新星誕生率、氣體含量、年齡和內部恆星的金屬丰度這些特徵，都在星系向宇宙網絲線靠近的過程中起著明顯的變化，而這些特徵又都與星系的年齡密切相關。

換句話說，這份研究發現，宇宙網絲線在星系最終加入星系群的過程中起到了作為中轉環境的作用。星系靠近絲線後，在這個環境下，星系誕生新星的速度減緩甚至完全停止；橢圓的形狀更加顯著；原子氫的含量變少——這些特徵都意味著星系走向衰老。而最後，星系都會沿著絲線移動，加入位於絲線交匯點的某個星系群。

研究人員從這些數據中看到了星系的生命進程與它們所在環境之間的對應關係：孤立的星座群體中，產生新星數量少、甚至不再誕生新星的星系比例還不到20%；在宇宙網絲線中，這種星系的比例達到20%～60%；而在室女座內，這種星系的比例高達80%。

這些發現為解釋星系的誕生及其如何在宇宙網的環境下演化，提供了全新的研究線索。

這份研究今年1月發表於《天文學和天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）。#

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