宇宙中典型的星系团

文章作者:紫忆 | 2015-12-16
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在遥远的银河外星系,天文学家通过大望远镜已经发现了上千亿个星系,它们并不是孤立地分散在宇宙之中,而是聚集起来形成一个个集团,这样的集团大小不一。这些集团中存在着一种被自然数星系际介质的高温气体保卫,这些扭转的质量相当于星系集团中所有星系质量的总和。科学家通过力学的方法对星系集团的质量进行测定,发现这些星系集团的质量远远大于星系和气体质量的总和,这些质量的来源被称为暗物质。这种由星系、气体和大量的暗物质在引力的作用下聚集而形成的庞大的天体系统就是星系团

星系团

      星系团(Galaxy groups and clusters)是由星系组成的自引力束缚体系,通常尺度在数百万秒差距,包含了数百到数千个星系。包含了少量星系的星系团叫做星系群。银河系所在的星系群叫做本星系群,成员星系大约为50个。距离本星系群较近的一个星系团是室女座星系团,包含了超过2500个星系。那么宇宙中典型的星系团有哪些呢?

武仙座星系团

      武仙座星系团是一个离我们六亿五千万光年远的宇宙岛群,上面这些星系是星系团的部份成员。这个星系团拥有大量富含尘埃云气及恒星形成区的旋涡星系,还有少量缺乏尘埃云气和新生恒星的椭圆星系,研究人员认为武仙座星系团和宇宙初期的年轻星系团很相似,因此探索武仙座星系的型态和它们如何互相影响,可以找出星系和星系团演化的线索。

星系团

      武仙座星系团拥有很多漩涡星系,这些漩涡星系具有丰富的气体和尘埃,恒星就在此诞生;不过它也拥有相对较少的椭圆星系,而这些椭圆星系则是缺少气体和尘埃以及与此相关的新星。形成漩涡星系的恒星是淡蓝色的,而形成椭圆星系的恒星是淡黄色的。宇宙深处,很多星系看起来在碰撞或合并,然而另一些似乎是被扭曲了,这就是一个明显的证据,它证明了星系团之间普遍发生相互作用。日积月累,星系团的相互作用很可能影响星团本身的组成。研究人员认为武仙座星团与遥远的、早期宇宙的星系团非常相似,而且探究武仙座附近的星系类型和他们之间的相互作用将有助于帮助解开星系团演化的谜团。

室女座星系团

      室女座星系团是离银河系最近的星系团,在天空中横跨5度的范围,大约是满月的十倍大。它包含有类似于银河系那么大的星系2 500多个,包括旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。它距离我们约数千万光年。室女座星系团的质量非常巨大,甚至正把我们的银河系拉过去。室女座星系团不仅有普通的星系,还拥有温度高到会发出X射线辐射的云气。星系团内外星系的运动表明,星系团所含的暗物质超过了可见的物质。

星系团

      室女座星系团的准确距离仍有争议(见宇宙距离尺度),但一个广为接受的数值是1,500万秒差距;如果这个距离能够准确测定,比如用哈勃空间望远镜研究其中的造父变星,那将给宇宙距离尺度提供重要定标。1994年公布了用哈勃望远镜进行这类测量的首批结果,得出了比较大的哈勃常数值约80公里每秒每百万秒差距,但这并不是最后结论。

      室女座星系团中第二位最亮星系(M87)是该团最重要成员之一,它是一个巨型椭圆星系,而且观测表明它还同时是射电源(室女座 A)和χ射线源(室女座 X-1)。

      室女座星系团在天球上至少占赤经12h~13h、赤纬+20°~-20°的大片面积。梅西耶星云星团表中共有34个河外天体,室女星系团的成员星系就占了其中的16个。超巨型椭圆星系M87(NGC4486)位于这个星系团中心,它是全天最强的射电源之一,在中心区域12°×10°的椭圆型天区内,有几百个成员星系。整个星系团拥有的星系超过2500个。平均视向速度为每秒1180公里。距离19百万秒差距(6000光年)它的结构相当复杂,可能是几个星系团的投影。室女星系团和银河系所在的本星系群都属于本超星系团。

大胖子星系团

      “大胖子”星系团的编号为ACT-CL J0102-4915,包含了数百个的星系。根据哈勃太空望远镜的最新观测结果,该星团的质量可能与3千万亿颗太阳相当,约为银河系质量的3000倍,是目前为止发现的最大型早期宇宙星系团,其规模可能比原先预计的还要大一些。据美国航空航天局(NASA)哈勃太空望远镜的最新观测结果显示,“El Gordo”星系团(昵称为“大胖子”)所容纳的质量可能与三千万亿(3乘以10的15次方)颗太阳相当。这比原先科学家所估计的值大了43%。

      “大胖子”星系团的编号为ACT-CL J0102-4915,距离地球超过70亿光年。因此,天文学家观测到的信号,实际上已经有将近一半的宇宙年龄(约138亿年)。在2012年的报道中,“大胖子”星系团的质量大致相当于2千万亿颗太阳。研究者利用NASA的钱德拉X射线天文台和欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜阵列,对星系团内部的气体温度以及星系的运动进行了研究,估算出了这一数据。不过,该结果存在着一些偏差,原因主要是该星系团可能是两个星系团之间碰撞的结果。

星系团

      天文学家已经发现了距离地球较近的、规模类似“大胖子”的星系团,但后者极端的距离使其与众不同。天文学家认为,如此巨大的星系团在宇宙早期是非常罕见的。

      研究团队计划用哈勃太空望远镜继续对“大胖子”星系团进行研究。该星系团如此巨大,以至于无法完全进入哈勃望远镜的视野中。研究者打算下一步先获取一张拼接图片。来自伊利诺伊大学的费利佩(Felipe Menanteau)说:“可以说El Gordo星系团真是个“大胖子”,但我们不知道他的腿脚长什么样子,因此我们还需要一个更大的视野,来获得整个的全貌图片。

 

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