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宇宙汪洋中的群岛

 cosmos2062 2022-07-14 发布于广东
我们发现自己栖息的地球十分平庸。它的恒星毫不出众,在银河系星群的边缘两个旋臂之间,占着一个可怜的位置。而这个银河系则是那比地球上的人口还多的星系中的一个成员,隐匿在广袤的宇宙中一个小小的角落里。
——卡尔·萨根

我们已经认识了宇宙大家族中几个最基本的结构层次:行星和行星系、恒星、以及星系。除了这些基本的结构之外,宇宙中还有比星系更大的结构:星系团。星系团是由若干个相互有力学联系的星系聚集在一起构成的集团。如果星系团的成员星系数目较少,就叫做星系群。目前已经发现了几万个星系团,距离我们最远的达70亿光年。包括银河系和仙女座星系在内,由40个成员组成的集团叫做本星系群。
研究表明,宇宙中的星系有很强的成团倾向,85%以上的星系是成团的。星系团中成员星系的数目差别很大。小星系团只有几十个星系,比如说本星系群就只有40个星系,而像后发座星系团这样的大星系团则包含上千个成员。有时候把一些成员星系数目较多的星系团称为星系团。

↑史蒂芬五重星系,位于飞马座内,这是人类发现的第一个致密星系团。

↓后发座星系团Coma是一个致密星系团,其中包含几千个星系。照片中所见到的天体几乎全部是星系。

室女座星系团Virgo是距离地球最近的星系团,在夜空中伸展达5º,由一百多个星系组成,内部含有炽热的气体,产生强烈的X射线。

↓小型星系群Hickson,下方是最大的成员HCG87a,该星系是圆盘形的,由于从地球上只能观察到它的侧面,因此我们看到的是它的边缘。

狮子座三重星系:由三个相互靠得很近的星系组成,用一个小型望远镜就能够观赏到这处美丽的景观。

在形态上,星系团可以分为规则星系团和不规则星系团两大类。规则星系团的形态大致呈球状,也称为球状星系团,通常包含几千个成员星系几乎都是椭圆星系或透镜星系,并且往往有一个星系密集的中心区域;不规则星系团的结构则比较松散,没有固定的形状,也没有明显的中心区域,成员星系的类型较为复杂,并且往往是暗星系占多数。由于这些形态上的特征,不规则星系团也常被称为疏散星系团。一些分布范围较广的疏散星系团往往有几个凝聚中心,在团内形成一种次级的成群结构。

比星系团更大的结构是超星系团,它是由若干个星系团聚在一起构成的天体集团。超星系团的尺度大约为100万秒差距,质量在10¹⁵~10¹⁷太阳质量之间。包括本星系群在内,由室女座星系团、大熊座星系团等50多个星系团组成的超星系团叫做本超星系团。本超星系团的长径约 3 千万秒差距,厚约 2 百万秒差距,质量中心在室女座星系团附近,银河系位于边缘地带,离质量中心约1千万秒差距。

比超星系团更高的一个层次,也是目前所知最高的一个层次,就是整个宇宙,或者更严格地说是我们观测到的宇宙。宇宙大家族拥有几千亿个像银河系那样的恒星集团,平均说来,每一个星系拥有几千亿颗恒星。习惯上,把观测到的宇宙就叫做宇宙,它的典型尺度是150亿光年,年龄大约为150亿年。通过对星系和射电源的计数以及对微波背景辐射的测量,人们已经认识到,从宇宙的尺度上看,物质和运动的分布平均来说是均匀的。

们已经在星空世界中做了一番简短的漫游,这是一个我们从孩提时代起就对她充满好奇心的世界,现在,我们已经知道了在那里面有些什么。接下来的一个问题是,这个世界是怎样演变成现在这个样子的?这是一个比“那里有些什么”更重要的问题,也是几千年来人类的智慧一直想要解答的问题

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