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超星系團
若干星系構成更高級的天體系統
基本信息
| 中文名 | 超星系團 |
| 外文名 | Supercluster |
| 質(zhì)量 | 10^15～10^17個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量 |
| 構成 | 若干星系團集聚而成 |
| 又名 | 二級星系團 |
簡(jiǎn)介
超星系團
超星系團
現存的超星系團顯示在我們宇宙內的星系分布是不均勻的；多數的都聚集在一起成為群和集團，每個(gè)小集團的星系從50個(gè)至數千個(gè)不等。這些群和集團與其他星系形成更大的被隔絕的結構，稱(chēng)為超星系團。
在本質(zhì)上曾經(jīng)被認為是最大的結構，超星系團被了解是有時(shí)被稱(chēng)為"超星系復合體"的更大的片狀或墻的巨大結構的下一層級，他們可能跨過(guò)數十億光年的空間，超過(guò)了可見(jiàn)宇宙的5%。超星系團本身可能跨越數億光年的距離，星系的典型速度約為1000公里/秒。哈柏定律暗示這些典型星系的速度是在1/H的哈勃時(shí)間大約只有3千萬(wàn)光年時(shí)的速度，近似于當時(shí)的宇宙年齡。當這些距離以人類(lèi)的術(shù)語(yǔ)表達時(shí)，它遠小于超級星系團。在膨脹的宇宙中，一個(gè)天體的距離d相當于他現在的速度v乘上它所經(jīng)歷的時(shí)間t，但在時(shí)間相較于1/H不算小時(shí)天體的距離會(huì )被低估。上面的演算依然需要提出一些想法來(lái)修正，在正常的過(guò)程中從星系的形成或消散這些結構需要多少的時(shí)間，這都顯示他們有更大的年齡。當我們觀(guān)察到超級星系團和更大的結構時(shí)，我們得知這些超級星系團被創(chuàng )造時(shí)的宇宙情況。在超級星系團內的自轉軸方向也給予我們洞察在早期宇宙歷史中星系形成的過(guò)程。
還沒(méi)有由超星系團組合成的集團（極超星系團或超超星系團）被發(fā)現，是否存在比超星系團更大的結構也還在爭辯中（參見(jiàn)星系纖維，根據宇宙微波背景輻射的數據，宇宙中的物質(zhì)在大尺度下是均勻分布的，似乎不存在比“星系纖維”更龐大的構造。超星系團之間有巨大的空洞，在空間中只有少量的星系存在。即使超星系團被證實(shí)是最大的結構，超星系團的總數依然留下結構分布的可能性，相信超星系團在宇宙中的數量應該在一千萬(wàn)個(gè)。
超星系團經(jīng)常會(huì )被分割成被稱(chēng)為星系云的小集團。
本超星系團
包括本星系群在內的超星系團.1937年，霍姆伯格在分析了雙重星系和多重星系的分布后認為，存在著(zhù)一個(gè)"總 星系云",尺度范圍100百萬(wàn)秒差距。這是本超星系團最初的概念. 二十世紀五十年代中，沃庫勒重新提出關(guān)于本超星系團的概念，并為后來(lái)的研究證實(shí)。沃庫勒認為，本超星系團的長(cháng)經(jīng)為30~75百萬(wàn)秒差距，它是許多星系云和星系團的集合體，包括本星系群，室女座星系團，大熊星系團以及50個(gè)左右較小的群和團. 它們共同構成一個(gè)巨大的扁平狀天體系統其中亮于13.5等的明亮星系集中在天空中的一個(gè)大圓上, 這個(gè)大圓稱(chēng)為超星系赤道, 大圓的極坐標在國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )銀道坐標系中是銀經(jīng)47°.37,銀緯+6°.32.本超星系團的中心在室女星系團附近銀經(jīng)283°銀緯+75°. 對沿超星系赤道的星系視向速度的分析表明, 本超星系團可能正在自轉和膨脹，銀河系繞團中心的公轉周期約為1000億年.
系列列表
較遠的超星系團
超星系團 | 注解 |
雙魚(yú)-鯨魚(yú)超星系團 | |
牧夫座超星系團 | |
整個(gè)的超星系團是時(shí)鐘-網(wǎng)罟超星系團 | |
天鴿座超星系團 |
展開(kāi)表格
遙遠的超星系團
超星系團 | 資料 | 注解 |
天貓座超星系團 | z=1.27 | 至少有兩個(gè)星系團RXJ 0848.9+4452(z=1.26)和RXJ 0848.6+4453(z=1.27) |
發(fā)現
超星系團
美國宇航局派遣一架U—2飛機，在地球北半球高空測定宇宙微波背景輻射的過(guò)程中，發(fā)現了一個(gè)特大的超星系團，延伸到20萬(wàn)萬(wàn)光年的空間。與我們今天可觀(guān)測的100億光年的空間深度相比，這個(gè)超星系團占據了很大一個(gè)部分。一位天文學(xué)家感嘆道：宇宙在如此巨大的范圍中還存在一定的結構，真是令人拍案叫絕啊！
你看，宇宙物質(zhì)的分布，從太陽(yáng)系、銀河系、星系團（群）到超星系團，仿佛構成一個(gè)又一個(gè)“階梯”。有人猜想，在超星系團之上還可以有“超”超星系團、“超超”超星系團……不過(guò)迄今天文學(xué)家因限于觀(guān)測手段的局限，尚無(wú)法對此進(jìn)行驗證。
星系分布
LSC的星系數值密度以室女座星系團為中心呈現與距離平方的關(guān)系掉落，顯示這個(gè)星系群不是被隨意選出來(lái)的。總之，明亮的星系（絕對星等大于13的）大多數集中在少數的星系云（星系團組成的集團）內，98%的被發(fā)現在11個(gè)云中（以明亮星云數量遞減的順序排列）：獵犬座星系團、室女座星系團、室女II（向南方延展）、獅子II、室女III、巨爵（NGC 3672）、獅子I、小獅（NGC 2841）、天龍（NGC 5907）、喞筒（NGC 2997）和NGC 5643。位于盤(pán)面的明亮星系，三分之一屬于室女座星系團，其余的都屬于獵犬座星系團和室女II云，加上有些可能屬于NGC 5643的。在云中的明亮星系也集中在少數幾個(gè)星系云內（94%分布在7個(gè)云中）。這樣的分布顯示超星系團盤(pán)面的"大部分地區都是巨大的空洞"。能夠用來(lái)與觀(guān)測的現象比擬的是肥皂泡的結構。稍平的星系團和超星系團能在泡沫的交會(huì )處找到，它們是巨大的泡沫，在太空中接近球形（直徑的數量級在20-60 Mpc）的巨大空洞。長(cháng)纖維的絲狀結構似乎占了優(yōu)勢。1個(gè)例子是長(cháng)蛇-半人馬超星系團，最靠近LSC的超星系團，它從大約3千萬(wàn)秒差距之處延伸至6千萬(wàn)秒差距。
宇宙論
暗物質(zhì)
LSC的總質(zhì)量M ≈ 1 x 1015M太陽(yáng)和總光學(xué)亮度L ≈ 3 x 1012L太陽(yáng)。這樣產(chǎn)生的質(zhì)-光比大約是太陽(yáng)的300倍，與其他的超星系團的圖型是一致的。（作為比較用，銀河系的質(zhì)-光比是2.7）這種比率是宇宙中存在著(zhù)大量的暗物質(zhì)受歡迎的一個(gè)主要論點(diǎn)。
鳳凰網(wǎng)科技訊 據科學(xué)日報消息，普朗克在檢測微波天空的時(shí)候，通過(guò)桑耶維夫-澤爾多維奇效應，這是宇宙微波背景下一種特有的效應，在宇宙空間龐大的物體環(huán)境下，拍攝了星系團的首張照片。歐空局任務(wù)的XMM-牛頓和隨后的普朗克的檢測之間的聯(lián)合行動(dòng)，揭露了其中的有一個(gè)知情未知的超星系團的存在。
宇宙中的物質(zhì)是以高度密集的方式分散，恒星聚集成星系，星系緊密的聚集在一起，在廣闊空曠的空間中形成巨大的一團。星系團可以承受一千個(gè)星系，它們布滿(mǎn)了閃亮著(zhù)明亮的X光線(xiàn)的熱氣；它們大多數由暗物質(zhì)構成。
普朗克的首要目標是獲取古代宇宙的圖片，也就是宇宙微波背景（CMB），因此它有高質(zhì)量的9個(gè)頻道，光譜范圍從30到857GHz。這樣一個(gè)廣闊的光譜范圍不僅有利于移除所有CMB中的污染源，從而能捕獲早期宇宙的原始圖像，它還使得普朗克成為優(yōu)秀的星系團搜尋者。
事實(shí)上，這九個(gè)頻道，是由普朗克團隊基于一個(gè)特殊的現象，被叫做桑耶維夫-澤爾多維奇效應（SZE）而精心選擇出來(lái)的。當CMB光子在朝我們運動(dòng)時(shí)遇到了星系團時(shí)所經(jīng)歷的能量的改變就叫桑耶維夫-澤爾多維奇效應。因此，即使在星系團紅移的情況下，SZE仍是一種檢測星系團的獨特工具。
“當宇宙大爆炸的分子化石穿越宇宙時(shí)，它便于它遇到的物質(zhì)發(fā)生相互作用：比如當它穿越一個(gè)星系團，CMB中子便打散了構成星系團的熱氣中的自由電子。”法國奧爾賽空間數據研究所的納比拉？阿加南說(shuō)道，他是調查SZE團和二次各向異性的普朗克科學(xué)家的領(lǐng)導成員。“這些碰撞以一種特殊的方式重新分配了光子的頻率，這使得我們能將CMB信號中的干預群分離出來(lái)。”
因為熱電子比CMB中子更有活力，所以?xún)烧咧g的相互作用導致了中子分散到更高的能量。這意味著(zhù)，當朝著(zhù)星系群的方向看CMB時(shí)，人們能看到相對低能量中子的不足，和高能量分子的富余。這個(gè)區分不足和富余的臨界頻率是217GHz。普朗克頻道探測到低于和高于這個(gè)臨界頻率的光譜，而其中他們中間的那個(gè)頻率恰好就是217GHz。
“依靠這個(gè)前所未有的光譜范圍，普朗克可以檢測到星系團的正信號和負信號，因此定位整個(gè)天空這些星系團，以及測量他們的物理屬性，普朗克是個(gè)十分有用的工具。”普朗克項目科學(xué)家揚塔伯說(shuō)道。普朗克拍攝到的首批圖片包括一些天文學(xué)家一直的星系團，比如彗髪，一個(gè)很熱的附近的星系團，還有也很近的星系團阿爾貝2319。
普朗克的設計是專(zhuān)門(mén)針對檢測散落天空的星系團的SZE信號的，因為它并不適合深度調查，它的分別率太低無(wú)法探測出這些星系團的細節，尤其是一些新發(fā)現高紅移的星系。
為了確定他們的身份，科學(xué)家們利用歐空局的X射線(xiàn)觀(guān)察-XMM-牛頓。“由于它高敏感性，使得XMM-牛頓是繼續完成普朗克檢測到的星系團的最佳工具。”領(lǐng)導普朗克團隊利用XMM-牛頓進(jìn)行之后的研究的莫妮可阿諾說(shuō)道。正是這兩種ESA任務(wù)之間的協(xié)同作用使得天文學(xué)家能夠使用XMM-牛頓來(lái)證實(shí)之前普朗克檢測到的的確是星系團，并且它還發(fā)現它其實(shí)是個(gè)更大的結構：是個(gè)超星系團！
“XMM-牛頓觀(guān)察顯示其中一個(gè)星系團其實(shí)是個(gè)由三個(gè)獨立巨大的星系組成的超星系團，而普朗克并沒(méi)有檢測到這一點(diǎn)。”
“這兩個(gè)任務(wù)之間的協(xié)同作用顯示了巨大的成功，XMM-牛頓將繼續普朗克的檢測來(lái)確定這個(gè)星系團的本質(zhì)到底是什么？”XMM-牛頓項目科學(xué)家諾伯特說(shuō)道。
“這是第一次通過(guò)SZE檢測到超星系團的存在，這個(gè)重要的發(fā)現給超星系團的研究打開(kāi)了一扇全新的窗戶(hù)。“
這個(gè)新發(fā)現的超星系團的SZ信號來(lái)自于三個(gè)獨立星系團的信號總和，其中可能還有另外的集群間絲狀結構起作用。這也給大規模氣體分布提供了重要的線(xiàn)索，這對追蹤暗物質(zhì)的分布也是至關(guān)重要的。
普朗克首次天空調查始于2009年8月中旬，于2010年6月結束。普朗克將會(huì )繼續收據數據到2011年底，在此期間它會(huì )完成所有的天空掃描。
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上千億個(gè)太陽(yáng)的合體，宇宙已知的最大結構，超星系團究竟是什么？
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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