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銀河系的上級,代號拉尼亞凱亞的超星系團,到底有何可怕之處?

2024-09-07科學

在人類的發展歷程裏,對那神秘的宇宙一直都滿是好奇。最開始的時候,人類靠肉眼去看日月星辰,依著晝夜的變化歸納出了時間變換的規律。而後呢又造出了天文望遠鏡,把其他天體的真面目給揭開了。伴隨天文學、物理學知識不停地更新,人類對於宇宙的認識也一直在更新。

古人覺著陸地、海洋跟天空就是世間所有東西的總和,所有日月星辰都圍著地球轉呢。後來才曉得,原來地球只是太陽系裏的一顆行星,太陽才是地球活動的中心呀。由於太陽質素最大,就好比棉花上的一顆玻璃球,周圍那些質素小的天體就不由得被它吸過去了,這樣才組成了太陽系。

太陽系直徑大概是 2 光年,就按當下人類造出的最快速度來說,咱這輩子都沒法走出太陽系。就算是在太空都溜達了快半個世紀的旅行者號探測器,那也得 4 萬年才能走出太陽系呢。龐大的太陽系就夠讓人吃驚了,可在它上頭還有更龐大的銀河系。

【從地球到銀河系】

銀河系從裏往外是由銀心、銀核、銀盤、銀暈以及銀冕構成的。從模樣上看,銀河系類似一個漩渦狀的餅。這「餅」正面有 4 條對稱的旋臂,旋臂之間距離是 4500 光年,每個旋臂間差不多相當於隔了 2250 個太陽系。整個銀河系就跟超大號的太陽系似的,引得 1000 億到 4000 億顆恒星圍著它轉。

銀河系總的質素在太陽質素的 1.2 萬到 3.0 萬億倍呢,所以太陽作為銀河系裏好幾千億顆恒星中的一個,當下正以 220 千米/秒的速度圍著銀心轉呢。就算速度這麽快,太陽繞銀心轉一圈也得大概 2.5 億年。

大家猜測宇宙大爆炸是大概 138 億年之前的事兒,46 億年前出現的太陽系,差不多能算是個「小年輕」。銀河系是在 100 億年左右產生的,比宇宙晚生 38 億年,比太陽系早生 54 億年。這 100 億年裏,銀河系老是吞掉周圍的矮星系,就變得越來越強大了。到現在,銀河系還在持續變大呢。

在那茫茫宇宙裏,銀河系簡直就是很微小的一點。在人類能看到的地方,大概還有十億個跟銀河系類似的星系呢。早在 1926 年的時候,哈伯就講了,按照星系的樣子和構造,能把星系分成旋渦星系、棒旋星系、橢圓星系還有不規則星系。

【銀河系的上級是誰?】

在那蒼茫的宇宙裏邊,大到人類永遠都走不出去的太陽系,也就只是銀河系裏的一粒小小塵埃罷了。那銀河系就是整個宇宙了嗎?它有沒上級呀?它的上級到底是誰呢?

銀河系可不是整個宇宙,它最小的上頭那是本星系群。光從字面意思咱就能曉得,跟銀河系差不多結構的五十來個星系聚一塊就組成了本星系群。在本星系群裏,質素排前三位的就是銀河系、仙女座星系還有三角座星系,其他那些星系質素跟這三個比差老遠了。

因為這三個星系質素特別大,所以它們都有屬於自己的衛星星系。好比月球一邊繞著地球轉,一邊又陪著地球圍著太陽轉一樣。這三個大星系在繞著本星系群質心轉的時候,它們各自也帶著那些圍著自己星系轉的小質素星系一塊兒運動。

要是說本星系群算銀河系的上頭,那室女座超星系團就是上頭的上頭。室女座超星系團還叫本超星系團呢。這是由包括本星系群在內的一群星系構成的超星系團。從樣子上瞧,室女座超星系團跟一塊外輪廓不規整的薄餅似的。它覆蓋的面積直徑差不多有 1.1 億光年。

一樣的,室女座超星系團是由 100 個星系群和星系團構成的,這裏邊,室女座星系團處在中心那兒。剩下的那些星系都圍著室女座星系團轉來轉去。可按照科學家的觀察,本星系團當下在旋轉的時候正在遠離室女座星系團。

就跟那句「水往低處流」的俗話似的,宇宙裏的星系都會朝著質素更大的星系去靠近。室女座超星系團總的質素大概有 1500 萬億太陽質素呢,是本星系群質素的上千倍呀。那為啥本星系群會背離室女座超星系團呢?

【拉尼亞凱亞超星系團有多可怕?】

在 1980 年那會,科學家就曉得本星系群還有一億六千三百萬光年(也就是 5 千萬秒差距)開外的所有東西都朝著矩尺座星系團去運動。能把一個老大的星系群,從跟星系團自身質素差了上千倍的超星系團裏,給吸引得改變運動方向的那神秘力量,實際上就是藏在拉尼亞凱亞超星系團裏的「巨引源」。

天文學界一般都覺得,星系運動的速度是由本動以及宇宙膨脹導致的退行速度這兩部份組成的。可在 1980 年,國際天文小組的七武士察覺到了一點不對勁。宇宙裏橢圓星系成團的緣由更清楚,並且在宇宙中分布得也更勻乎。七武士本來是打算觀測橢圓星系的亮度、距離之類的數據的。可他們沒註意就發現各個星系團好像整體在朝某個方向挪動。

經過多年持續觀測,七武士總算明確了,本星系群圍著室女座星系團的質心在運動,可同時也在慢慢遠離室女座星系團,朝著矩尺座星系團去。讓人更吃驚的是,就連那麽大質素的室女座星系團也在往同一個方向挪呢。

後來七武士把研究結果寫成論文發表了。論文說他們一直觀測了 400 個橢圓形星系,還拿歐洲南方天文台、高能太空望遠鏡的數據來分析。分析完發現銀河系還有鄰近的好幾百萬個星系,都一塊兒以每秒 600 到 1000 公裏的速度朝著南天半人馬座的一個重力源方向運動呢。他們給發現的這個神秘重力起了個名叫巨引源。巨引源所在的地方其實就是嚇人的拉尼亞凱亞超星系團。

拉尼亞凱亞超星系團讓人覺得可怕的頭一個原因就是那反常的巨引源。

宇宙裏星系的運動是有一定規律的,可拉尼亞凱亞超星系團裏的巨引源卻是重力不正常的一塊地方。由於宇宙大爆炸,宇宙裏的星系都在持續變大且相互遠離,然而巨引源卻讓星系相互聚集起來。在它的吸引下,好多星系就跟沒魂似的往它那去。

更為奇怪的是,在超星系團裏,所有星系的活動都會朝著超星系團的質素中心去移動。然而拉尼亞凱亞超星系團裏邊的物質卻在往巨引源靠近,現今這巨引源很可能已經到處都是雲團、星系以及大量的塵埃了。那所謂的巨引源實際上並非一個單獨的個體,而是有著極強重力的一個空間。

到現在為止,人類還是不清楚巨引源咋來的。有科學家覺得巨引源是拉尼亞凱亞超星系團的重力中心。可官方承認,像各種搜尋引擎都記載著,巨引源只是拉尼亞凱亞超星系團的一部份。

NASA覺得,因為巨引源的強力吸引,銀河系很可能跟仙女座系變得越來越近。大概過個 37.5 億年,這倆星系就會徹底撞上。好幾億顆天體都會有物理碰撞,而且呢,星系裏的星雲星塵會在重力作用下塌縮成新的恒星。

到那個時候,整個太陽系、銀河系都會沒了,那小小的地球就更甭提了。這麽一看,拉尼亞凱亞超星系團也能說成是銀河系「最嚇人的上頭」了。

拉尼亞凱亞超星系團讓人覺得可怕的第二點在於其巨大的體積。從外形上看拉尼亞凱亞超星系團,跟一片羽毛似的。可它的質素有 1*10^17 個太陽質素呢,還包含著超過十萬個的星系。

拉尼亞凱亞超星系團直徑大概是 5.2 億光年。在這一塊兒,所有那些大的星系也就是組成超星系團「羽毛」的一根細線罷了。浩渺的宇宙黑黢黢的,可拉尼亞凱亞超星系團就跟水裏輕柔的羽毛似的,一邊閃耀著耀眼光芒,一邊緩緩地動。

現在咱們覺得,在拉尼亞凱亞超星系團裏,室女座超星系團、長蛇-半人馬座超星系團還有孔雀-印地安超星系團是最大的那三個超星系團。每個超星系團裏都涵蓋了 300 到 500 個星系團跟星系群。

因為好多因素的作用,人類當下沒辦法看清拉尼亞凱亞超星系團的整體樣子。觀測宇宙時,由於暗物質、塵埃之類的影響,拉尼亞凱亞超星系團裏存在好多咱們沒法看到的地方。咱們現在所想象的拉尼亞凱亞超星系團沒準只是它巨大規模的一小部份。要是把整個太陽系當成硬幣那麽大,那拉尼亞凱亞超星系團的體積說不定比地球還大呢。

拉尼亞凱亞這詞是從夏威夷語來的,意思是「沒邊兒的天堂」。對渺小的人類來說,拉尼亞凱亞超星系團著實讓咱感覺到沒頭兒。那咱又是咋觀測到這麽浩瀚又老遠的星系的呢?

【人類觀測宇宙的方法】

當下世界上觀測本事最強的望遠鏡那就是咱國家自己搞出來的「天眼」——FAST 射電望遠鏡。這天眼在咱國家貴州的一片山林裏呢,它最遠能探測到 456 億光年那麽遠。它那球面直徑是 500 米,可比直徑 100 米的精度高出十倍還多。

專家覺得,在接下來的二三十年裏,天眼的觀測本事會一直處在世界領先的水準。因為要避開其他方面對觀測精度的影響,所以把天眼建在了咱國家貴州的山林裏面。

不光是地面上,在太空裏人類也有觀測宇宙的設施。早在 1990 年的時候,NASA 就往太空發射了一個空間望遠鏡,那就是哈勃望遠鏡。因為哈勃望遠鏡在大氣層外頭,所以觀測宇宙時不會因大氣亂流讓視野受影響,也不存在大氣散射弄出背景光,這樣觀測到的畫面就更清楚了。如今它也是人類天文學領域極為重要的一個儀表。