为什么巨大的超星系平面主要由单一类型的星系组成

在我们的宇宙中，不同类型的星系并不均匀地分布。特别地，本地超星系团中有一个明显的超星系平面，它是由一些相对近的星系团组成的。在这个平面上，亮的椭圆星系和射电星系比较多，但是亮的盘状星系却比较少。这种奇特的差异为我们理解星系和结构的形成提供了一个独特的测试。在本文中，我将介绍一篇最新的论文，它使用了一个受约束的模拟，来对比标准的ΛCDM模型和标准的星系形成理论与这些观测的一致性。

ΛCDM模型是目前最广泛接受的宇宙学模型，它认为宇宙主要由三种成分组成：普通的物质（如原子、分子、星系等），占宇宙总能量密度的约5%；冷暗物质（CDM），占约26%；暗能量占约69%。暗能量是一种神秘的力量，它使得宇宙加速膨胀，而冷暗物质是一种只通过引力相互作用的粒子，它在宇宙中形成了大尺度的结构。

在ΛCDM模型中，宇宙的演化可以分为两个阶段：在早期，宇宙是均匀且热的，物质和辐射之间频繁地交换能量，宇宙的结构主要由微小的密度扰动决定，这些扰动可以用量子力学来描述。在后期，宇宙变得不均匀且冷，物质和辐射之间的相互作用变得很弱，宇宙的结构主要由引力作用决定，这些作用可以用牛顿力学来描述。在这个阶段，密度扰动逐渐增长，形成了不同尺度的结构，如星系、星系团、超星系团等。

星系是由暗物质晕和其中的气体和恒星组成的。暗物质晕是由冷暗物质粒子聚集而成的，它们的形状通常是椭球的，它们的大小和质量可以从几千光年到几百万光年，从几百万太阳质量到几万亿太阳质量不等。气体和恒星是由普通的物质组成的，它们主要通过引力和电磁相互作用来影响星系的形态和演化。

在标准的星系形成理论中，星系的形成主要取决于两个因素：气体的冷却和暗物质晕的合并。气体的冷却是指气体通过辐射能量而降低温度的过程，这使得气体可以在暗物质晕的中心形成一个旋转的盘状结构，这就是盘状星系的起源。在盘状星系中，气体可以持续地形成新的恒星，这些恒星通常是蓝色的，表明它们很年轻和炽热。盘状星系的一个典型的例子就是我们所在的银河系。

暗物质晕的合并是指两个或多个暗物质晕相互碰撞而形成一个更大的暗物质晕的过程，这使得星系之间也会发生相互作用和碰撞，这就是椭圆星系的起源。在椭圆星系中，气体的供应被剥夺或耗尽，恒星的形成停止或减弱，恒星通常是红色的，表明它们很老和冷。

本地超星系团是我们所在的一个大尺度的结构，它的大小约为5000万光年，它包含了约1000个星系团，其中最大的是维尔戈星系团。本地超星系团中有一个明显的超星系平面，它是由一些相对近的星系团组成的，它们沿着一个特定的方向分布，这个方向被称为超星系赤道。在这个平面上，亮的椭圆星系和射电星系比较多，但是亮的盘状星系却比较少。