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美国哈佛-史密森天体物理中心天文学家近日提出一种全新的计算星系合并频率的理论模型，该模型可以模拟大约三亿光年大小的宇宙空间中的星系形成过程。 |
宇宙结构计算机模拟图。本图显示了宇宙中的纤维状结构物质及星系。
北京时间5月12日消息，据国外媒体报道，美国哈佛-史密森天体物理中心天文学家近日提出一种全新的计算星系合并频率的理论模型，该模型可以模拟大约三亿光年大小的宇宙空间中的星系形成过程。通过全新的理论模型，天文学家发现了星系合并频率在逐渐下降的确切证据。研究人员认为，这一研究成果将能够实现对宇宙形成后的各种星系合并事件空前精确的研究。
在过去十年中，我们对宇宙大爆炸的认识在快速提升，卫星和基地观测设备对宇宙微波背景的观测成果也让我们以更精确的数据认识早期宇宙。不过，从宇宙大爆炸后数十万年内到137亿年后的今天，宇宙中究竟发生了什么，我们仍然知之甚少。我们知道，星系及其恒星形成于宇宙早期不断冷却的纤维状结构物质。随着宇宙的不断膨胀，它们将空气再次电离化，然后继续进化，并与其它星系碰撞、合并。然而，遥远的星系非常昏暗，很难探测到。虽然，观测技术也取得了巨大的进步，但是天文学家仍然不得不转而寻求理论模拟和计算机模拟等模拟技术。
关于星系合并频率的研究，目前主要有三种理论研究方法。三种方法的不同之处在于模拟星系的方式不同。第一种理论研究方法，并不是利用基本原理来模拟星系形成过程，而是将星系“喷涂”于暗物质环境(即所谓的暗物质晕)中。第二种理论研究方法，通过简单的数学方法模拟星系形成过程，然后再利用暗物质晕作为模型的支柱。第三种方法就是水动力学模拟法，该方法试图模拟宇宙中所有事物，如暗物质、气体和恒星等。不过，这一方法实在是太难了。
美国哈佛-史密森天体物理中心天文学家文森特-罗德里格斯-戈麦斯、什伊-吉内尔、安娜莉沙-佩里佩奇、戴兰-尼尔森、拉尔斯-赫尔恩奎斯特等人提出了一种全新的理论模型，在数值模型中计算星系合并的频率。这种方法可以模拟大约三亿光年大小的宇宙空间中的星系形成过程，如此大的宇宙空间大到足以复制许多已知星系和星系团的属性，既包括现在的，也包括宇宙早期的。
通过全新的理论研究模型，天文学家发现了星系合并频率在逐渐下降的确切证据，并了解了星系合并的特点。在宇宙大爆炸后30亿年间，星系合并频率比如今高大约15倍。此外，天文学家还发现了星系合并过程中关于物质比例的最有用数据。研究人员声称，他们的研究成果与其它流行的理论所预测的结果完全不同，并澄清了观测数据中的一些模糊概念。专家认为，这一理论模型的提出开启了对星系进化更深入细化研究的新局面。
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