宇宙最大天體？這個新發(fā)現(xiàn)的巨大星系團質(zhì)量為1000萬億個太陽

【文/觀察者網(wǎng) 唐莎莎】至少14個星系擠在一個直徑僅約銀河系4倍的區(qū)域？近日，天文學家發(fā)現(xiàn)了一個巨型原星系團，其現(xiàn)在的質(zhì)量相當于1000萬億個太陽。

這不僅是人類首次觀測到巨大星系團的誕生，這一星系團還正在形成如今宇宙中最龐大的結(jié)構(gòu)之一。

據(jù)《每日科學》網(wǎng)站25日報道，天文學家發(fā)現(xiàn)的這個新生的星系團——原星系團（protocluster），距離地球124億光年，如今看到的光線是在宇宙大爆炸14億年后傳向地球的。

藝術(shù)渲染圖顯示這些星系互相纏繞 圖自ESO（歐洲南方天文臺）

其中最驚人的是，它由至少14個星系構(gòu)成，而整體直徑僅為銀河系的4倍。據(jù)估算，這一星系團已經(jīng)“吞噬”了數(shù)百個星系，如今的質(zhì)量相當于1000萬億個太陽。這也意味著它可能是宇宙中最龐大的結(jié)構(gòu)。

該研究發(fā)表在今天（26日）的《自然》雜志上。

《自然》雜志網(wǎng)站截圖

這一發(fā)現(xiàn)在天文學界造成了多大的轟動？

據(jù)英國廣播公司（BBC）今天（26日）報道，德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員難掩對這一發(fā)現(xiàn)的激動之情，評論道：“發(fā)現(xiàn)兩個星系聚在一起就已經(jīng)很不尋常了，和“普通星系”相比，這兩個星系都會很特別且罕見，它們形成恒星的速度要比銀河系快幾百甚至幾千倍。而發(fā)現(xiàn)14個星爆星系（starburst galaxy）組成的星系團，還是聞所未聞的。”（觀察者網(wǎng)注：天文學家將形成恒星速率比大多數(shù)的星系都要高出許多的星系稱作“星爆星系”。）

BBC報道截圖

《每日科學》介紹稱，該星系團里的星系以驚人的速度形成恒星，從銀河系速度的50倍到1000倍不等。這比單個星系高得多的速度，表明星系團里的星系在互相影響，且正在往形成一個巨型星系團發(fā)展。

BBC報道截圖

報道解釋道，星系團是如今宇宙中由引力維系的最大結(jié)構(gòu)，包含成百上千的星系。隨著引力吸收越來越多的物質(zhì)，星系團將逐漸變大。

那這個高速生成恒星的星系團這到底有多擁擠呢？BBC采訪了聯(lián)合作者阿克塞爾·魏斯，他打了個比方——其密度相當于把太陽系八大行星都置于地球和月球之間的軌道。

該星系團的藝術(shù)渲染圖，BBC報道截圖

論文作者、耶魯大學在讀博士生蒂姆·米勒解釋稱，天文學家預測，這個星系團應該和后發(fā)星系團（Coma Cluster）差不多大。

至于后發(fā)星系團有多大？魏斯稱，后發(fā)星系團是目前所知的整個近域宇宙（local universe）中最龐大的結(jié)構(gòu)之一。

BBC報道截圖

BBC報道援引米勒的說法稱：“我們剛發(fā)現(xiàn)它的時候，只是一個亮點”?！拔覀冎肋@個發(fā)現(xiàn)是激動人心的，但沒想到這么壯觀?！?/p>

論文聯(lián)合作者、紐約Flatiron研究院計算天體物理學中心副研究員克里斯·海沃德表示：“和以往相比，我們發(fā)現(xiàn)的似乎是一個正在形成過程中的星系團，這是我們對星系團的了解中缺失的一環(huán)?！?/p>

另一論文聯(lián)合作者、加拿大達爾豪斯大學天理物理學教授斯科特·查普曼說，為何這一星系團這么大、形成得這么快“依然是個謎”?！罢缒闼茴A料的，它不是通過數(shù)十億年時間逐漸形成的。”

放大后的原星系團

研究人員首先利用南極望遠鏡和赫歇爾天文臺發(fā)現(xiàn)了這一星系團。同時，在智利使用阿塔卡大型毫米/亞毫米天文望遠鏡的研究，也提供了更多驚喜。

“突然之間，出現(xiàn)了3個星系，”查普曼說，“我們發(fā)現(xiàn)的星系數(shù)量一下子就從3個變成14個。很明顯，這是一次非常有趣的巨型結(jié)構(gòu)行成過程，而非曇花一現(xiàn)”。

天文學家已經(jīng)開發(fā)出一個數(shù)字模型，預測在接下來的10億年中，該星系團將如何發(fā)展——14個星系將合并成一個巨大的橢圓星系，周圍環(huán)繞著星系、恒星和塵埃。

模擬星系團隨時間產(chǎn)生的變化

“周圍環(huán)境的一些特殊因素導致星系團形成恒星的速度比其他單個星系快得多，”海沃德說，一種可能的解釋是，鄰近星系的引力作用壓縮了星系內(nèi)的氣體，觸發(fā)了恒星的行成。

通過對原星系團的研究，可以更加了解如今的宇宙中存在的星系團，包括如何形成與演化。例如，在現(xiàn)在的星系團的邊緣充滿甚至超1百萬度的氣體。雖然科學家還無法確認這些氣體從何而來，但原星系團的發(fā)現(xiàn)或許可以提供線索：在星系團形成過程中，大量新生恒星可能會向星系間的間隙噴出熾熱的氣體。這些氣體的密度不夠足以形成恒星，而是徘徊在星系團中。

查普曼說，更多對原星系團的研究正在進行，并且已經(jīng)又通過南極望遠鏡發(fā)現(xiàn)了2個沒有那么壯觀的原星系團。

威斯康星大學麥迪遜分校博士艾米·巴杰爾則稱發(fā)現(xiàn)這一巨型原星系團為“里程碑式的”。

“找到如今的星系團的'祖先’，對于研究這一結(jié)構(gòu)在宇宙中如何形成及發(fā)展非常重要?！?/p>

　　北京時間11月8日消息，據(jù)美國太空網(wǎng)報道，天文學家在宇宙遙遠區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一個巨大的由此前不被人知的星系構(gòu)成的星系團，巨大星系團的發(fā)現(xiàn)將幫助天文學家了解潛在的宇宙“骨架”。據(jù)悉，這個星系團是歐洲南方天文臺天文學家馬薩尤基·塔納卡領(lǐng)導的研究小組發(fā)現(xiàn)的。塔納卡表示：“宇宙中的物質(zhì)分布并不均勻。在距離我們較近的宇宙區(qū)域，星系內(nèi)會形成恒星，星系本身則經(jīng)常形成星系群和星系團?！?/p>

　　但與長期以來只在理論上存在的體積更大的結(jié)構(gòu)相比，這些物質(zhì)群不過只是一個“小不點”。塔納卡說：“最被廣泛認同的宇宙理論認為，物質(zhì)會在所謂的'宇宙網(wǎng)’內(nèi)以更大的規(guī)模聚集。星系存在于宇宙網(wǎng)內(nèi)空隙之間延伸的細絲狀地帶，形成一個巨大的束狀結(jié)構(gòu)?！?/p>

　　細絲狀地帶長度達到數(shù)百萬光年，構(gòu)成了宇宙的“骨架”。星系在其周圍聚集，浩瀚的星系團則在交叉處形成，它們就像是潛伏在那里的巨型蜘蛛，等待“吞食”更多物質(zhì)。一直以來，科學家便很難解釋宇宙如何出現(xiàn)細絲狀地帶。通常情況下，質(zhì)量巨大的細絲狀結(jié)構(gòu)在距離地球相對較近的區(qū)域被發(fā)現(xiàn)，有關(guān)更遙遠宇宙區(qū)域也存在這種結(jié)構(gòu)的堅實證據(jù)至今一直很少被發(fā)現(xiàn)。

　　在他們此前拍攝的圖片中，塔納卡領(lǐng)導的研究小組在一個遙遠星系團的周圍發(fā)現(xiàn)了一個巨大結(jié)構(gòu)。在此之后，他們利用兩架大型地面望遠鏡在更多細節(jié)上對這個結(jié)構(gòu)進行分析，具體就是指測量地球與星系團內(nèi)超過150個星系之間的距離，同時獲取這個結(jié)構(gòu)的三維圖像。研究過程中，他們利用歐洲南方天文臺位于智利的甚大望遠鏡的可見光多目標光譜儀(VIMOS)以及日本國家天文臺位于夏威夷的昴星望遠鏡的暗天體照相機和光譜儀(FOCAS)進行光譜觀測。觀測結(jié)果刊登在《天文學與天體物理學雜志》上。

　　借助于觀測結(jié)果，天文學家確定了這個主星系團周圍的一些星系群。研究人員能夠辨別出數(shù)十個類似這樣的星系群，每一個的質(zhì)量通常是銀河系的10倍，有些則可達到1000倍。據(jù)他們估計，這個星系團的質(zhì)量至少是銀河系的1萬倍。

　　觀測數(shù)據(jù)顯示，一些星系群已經(jīng)感受到這個星系團的致命引力，它們將最終被其吞噬。這一發(fā)現(xiàn)有助于科學家研究宇宙更為年輕時的星系如何受環(huán)境影響。據(jù)悉，細絲狀結(jié)構(gòu)距地球大約67億光年，長度至少在6000萬光年以上。這個新發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)可能進一步延伸，超出塔納卡等人的探測區(qū)域。為此，研究人員計劃在未來進行進一步觀測，以獲取細絲狀結(jié)構(gòu)體積的確切數(shù)據(jù)。(孝文)