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銀河系或藏身於更宏大宇宙結構,拉尼亞凱亞之外還有更大發現!

2024-10-09科學

如果你想知道自己在宇宙中的位置,可以從你的宇宙地址開始:你居住在地球、太陽系、銀河系、本星系群、室女座星系團、室女座超星系團、拉尼亞凱亞超星系團。得益於新的深空調查,天文學家現在認為所有這些地方都是一個更大的宇宙結構的一部份,這個結構被稱為「沙普利集中」。

天文學家將沙普利集中稱為「重力盆」,這是一個充滿品質的區域,充當一個「吸引器」。它包含許多星系團和星系群,是本地宇宙中物質最集中的區域。所有這些星系,加上暗物質,都對集中施加了它們的重力影響。宇宙中有許多這樣的盆地,包括拉尼亞凱亞。天文學家正在努力更精確地調查它們,這將有助於提供更精確的宇宙最大結構的地圖。

一個由夏威夷大學的天文學家R. Brent Tully領導的小組測量了大約56,000個星系的運動,以了解這些盆地及其在空間中的分布。「我們的宇宙就像一個巨大的網路,星系躺在細絲上,在重力將它們拉到一起的節點處聚集,」Tully說。「就像水流在流域內流動一樣,星系在宇宙重力盆中流動。這些更大的盆地的發現可能會根本改變我們對宇宙結構的理解。」

宇宙流和對映結構 Tully的團隊被稱為宇宙流,他們研究這些遙遠星系在空間中的運動。該團隊的「紅移」調查揭示了我們本地星系重力盆的大小和規模可能發生了變化。我們已經知道我們「生活」在拉尼亞凱亞,它大約有5億光年寬。然而,其他星系團的運動表明有一個更大的「吸引器」指導星系團流動。宇宙流數據表明,我們可能是沙普利集中的一部份,其體積可能是拉尼亞凱亞的10倍。它大約是宇宙中最大結構「長城」體積的一半,這是一串橫跨14億光年的星系。

沙普利集中最初由天文學家Harlow Shapley在20世紀30年代觀測到,作為一個位於半人馬座的「雲」。這個超星系團出現在我們所在星系團(我們居住的地方)運動的方向上。因此,科學家推測它可能影響我們星系的奇特運動。有趣的是,室女座超星系團(和本星系群和銀河系)似乎正在向沙普利集中移動。Tully等人正在進行的調查應該確認向吸引它們的東西的運動。

探索宇宙中越來越大的結構 這些重力盆來自哪裏?從某種意義上說,它們和宇宙及其物質的宇宙網一樣古老。宇宙網和這些重力盆的種子是在大約138億年前種植的。大霹靂之後,嬰兒宇宙處於一個炎熱密集的狀態。隨著它的膨脹和冷卻,物質的密度開始波動。這些密度波動中有微小的差異。將它們視為最早的「種子」,星系、星系團,甚至是我們在今天的宇宙中看到的更廣闊結構。

隨著天文學家調查天空,他們找到了所有這些不同結構的證據。現在,他們必須解釋它們。沙普利集中是我們拉尼亞凱亞所屬的大盆地的想法意味著當前的宇宙學模型並沒有完全解釋它的存在。

「這一發現提出了一個挑戰:我們的宇宙調查可能還不夠大,無法繪制這些巨大盆地的全部範圍,」夏威夷天文學家Ehsan Kourkchi說。「我們仍在用巨大的眼睛凝視,但即使這些眼睛也可能無法捕捉到我們宇宙的全貌。」

測量吸引器 所有這些星系、星系團和超星系團中的主要角色是重力。品質越大,重力對運動和物質分布的影響就越大。對於這些重力盆,Tully的團隊研究了它們對區域內星系運動的影響。這些盆地對位於它們之間的星系施加了一種「拔河」。這影響了它們的運動。特別是,像Tully團隊正在進行的紅移調查將對映徑向運動(沿視線方向),速度(它們移動的速度)和其他相關運動。透過繪制我們本地宇宙中星系的速度,團隊可以定義每個超星系團占主導地位的空間區域。

當然,這些運動很難定義。這就是為什麽團隊進行不同型別的測量。他們不僅僅對映星系中發光的物質。他們還必須考慮到推斷出的暗物質的存在。還有其他復雜性。例如,並非所有星系都是一樣的——也就是說,它們在形狀(形態)和物質密度上有所不同。天文學家可以透過測量所謂的「星系異常速度」來解決這個問題。這是它的實際速度和預期的「哈伯流」速度(反映了星系之間的重力交互作用)之間的差異。

Tully團隊調查的結果應該提供這些空間區域的越來越精確的3D地圖。包括它們的結構以及它們的運動和速度。反過來,這些地圖應該讓我們更深入地了解整個宇宙中所有物質(包括冷暗物質)的分布。