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我们能算出星系团的质量吗?

– 2018年10月28日消息 –

我们可以尝试根据银河系的质量来表示星系团的质量。但问题是我们并不真正了解银河系的质量。我们有一些近似值,但我们甚至不知道银河系的实际大小,也不知道它包含的恒星数量。没有真正的共识,不同的研究提供的数据可能差别很大。我们的星系直径在10万到18万光年之间。它将包含1000亿至4000亿颗恒星,有些估计甚至会引起1000亿颗恒星。对于这样的范围,质量估计没有太大的兴趣。

9月发表的一项研究提出通过观察周边星系的运动来估计银河系的质量。数十颗矮星系围绕我们的星系运行,例如两颗麦哲伦云。利用这种方法并利用盖亚卫星收集的数据,负责这项研究的团队估计已有超过1000亿太阳质量。如果我们使用这个数字,那么星系Hyperion的质量将比银河系的质量大1000倍。但是,我们必须意识到这些估计可能是完全错误的。这就是为什么太阳是一个很好的尺度,因为它的质量更容易从地球轨道推断出来。太阳的质量略小于2×1030 kg。

在年轻的宇宙中观察到了巨大的结构

– 2018年10月23日的新闻 –

哈勃太空望远镜拍摄了很长时间的曝光照片,发现了非常古老的星系,当宇宙只有十亿年之久,它们会发出光线。在宇宙的这个时刻,星系很小而且非结构化。在接下来的数十亿年中,重力使它们更加丰富,并使它们更加规则。拥有数千亿颗恒星的星系大小已经产生了眩晕,但引力也在更大范围内构建了宇宙。它将星系连接在一起,形成星系团和超星系团。银河系是大约六十个星系的当地群体的一部分。这个群体本身就是处女的超级集群的一部分,它本身就是一个更大的结构的一部分,称为Laniakea。因此,可观测的宇宙将包含数百万个这样的超结构,这些超结构在重力作用下大规模建模。

一组欧洲天文学家用VLT望远镜中的一个观测到了这些巨大的超星系团中的一个,他们称之为Hyperion。 Hyperion的时代使它变得与众不同。为了估计光线离开光源的时间长短,天文学家测量光线向红色的转变。光源离我们越远,光线就会越多地通过多普勒效应向长波方向移动。随着宇宙的不断膨胀,我们看来比我们预期的更红的光是非常古老的。 Hyperion的光芒向我们传来了向红色的转变。这使我们可以估计它已经在大爆炸后的23亿年内创造出来。

这是我们在这样一个年轻的宇宙中看到的最大的结构。它的质量估计是太阳的1亿亿倍。在一个仍然年轻的宇宙中找到如此庞大的结构有点令人惊讶。与年轻的星系一样,人们认为需要几十亿年的重力才能以这种方式命令物质。

Hyperion具有非常复杂的结构,它包含至少七个高密度区域。它们通过细丝相互连接,细丝本身由星系组成。然而,它的结构与我们附近观测到的星系团的结构完全不同。 Hyperion中物质的分布似乎相当均匀。有时间进化的星系团有一个紧缩和致密的结构。鉴于它的年龄,Hyperion可能会有同样的命运。

无论如何,在最大尺度上理解宇宙的演化是一个有价值的观察。超星系团确实是宇宙中最大的已知结构的一部分。它们可以跨越数十亿光年的距离。因此,赫拉克勒斯 – 北方王冠长城是已知最大的受重力约束的结构。它是一个100亿光年长的星系长丝,厚度为9亿光年。它可能包含数十亿个星系。

图片来自ESO [CC BY 4.0(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)],来自Wikimedia Commons

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