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

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

這不僅是人類首次觀測(cè)到巨大星系團(tuán)的誕生，這一星系團(tuán)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(xué)》網(wǎng)站25日?qǐng)?bào)道，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的這個(gè)新生的星系團(tuán)——原星系團(tuán)（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(tái)）

其中最驚人的是，它由至少14個(gè)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(tuán)已經(jīng)“吞噬”了數(shù)百個(gè)星系，如今的質(zhì)量相當(dāng)于1000萬億個(gè)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(xué)界造成了多大的轟動(dòng)？

據(jù)英國廣播公司（BBC）今天（26日）報(bào)道，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員難掩對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的激動(dòng)之情，評(píng)論道：“發(fā)現(xiàn)兩個(gè)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(gè)星系都會(huì)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(gè)星爆星系（starburst galaxy）組成的星系團(tuán)，還是聞所未聞的。”（觀察者網(wǎng)注：天文學(xué)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(bào)道截圖

《每日科學(xué)》介紹稱，該星系團(tuán)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(gè)星系高得多的速度，表明星系團(tuán)里的星系在互相影響，且正在往形成一個(gè)巨型星系團(tuán)發(fā)展。

BBC報(bào)道截圖

報(bào)道解釋道，星系團(tuán)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(tuán)將逐漸變大。

那這個(gè)高速生成恒星的星系團(tuán)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(gè)比方——其密度相當(dāng)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(tuán)的藝術(shù)渲染圖，BBC報(bào)道截圖

論文作者、耶魯大學(xué)在讀博士生蒂姆·米勒解釋稱，天文學(xué)家預(yù)測(cè)，這個(gè)星系團(tuán)應(yīng)該和后發(fā)星系團(tuán)（Coma Cluster）差不多大。

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

BBC報(bào)道截圖

BBC報(bào)道援引米勒的說法稱：“我們剛發(fā)現(xiàn)它的時(shí)候，只是一個(gè)亮點(diǎn)”。“我們知道這個(gè)發(fā)現(xiàn)是激動(dòng)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(jì)算天體物理學(xué)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(gè)正在形成過程中的星系團(tuán)，這是我們對(duì)星系團(tuán)的了解中缺失的一環(huán)。”

另一論文聯(lián)合作者、加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)天理物理學(xué)教授斯科特·查普曼說，為何這一星系團(tuán)這么大、形成得這么快“依然是個(gè)謎”。“正如你所能預(yù)料的，它不是通過數(shù)十億年時(shí)間逐漸形成的?！?/p>

放大后的原星系團(tuán)

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

“突然之間，出現(xiàn)了3個(gè)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(gè)變成14個(gè)。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(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)數(shù)字模型，預(yù)測(cè)在接下來的10億年中，該星系團(tuán)將如何發(fā)展——14個(gè)星系將合并成一個(gè)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(tuán)隨時(shí)間產(chǎn)生的變化

“周圍環(huán)境的一些特殊因素導(dǎo)致星系團(tuán)形成恒星的速度比其他單個(gè)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(duì)原星系團(tuán)的研究，可以更加了解如今的宇宙中存在的星系團(tuán)，包括如何形成與演化。例如，在現(xiàn)在的星系團(tuán)的邊緣充滿甚至超1百萬度的氣體。雖然科學(xué)家還無法確認(rèn)這些氣體從何而來，但原星系團(tuán)的發(fā)現(xiàn)或許可以提供線索：在星系團(tuán)形成過程中，大量新生恒星可能會(huì)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(tuán)中。

查普曼說，更多對(duì)原星系團(tuán)的研究正在進(jìn)行，并且已經(jīng)又通過南極望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了2個(gè)沒有那么壯觀的原星系團(tuán)。

威斯康星大學(xué)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(tuán)為“里程碑式的”。

“找到如今的星系團(tuán)的'祖先’，對(duì)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。”

　　北京時(shí)間11月8日消息，據(jù)美國太空網(wǎng)報(bào)道，天文學(xué)家在宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的由此前不被人知的星系構(gòu)成的星系團(tuán)，巨大星系團(tuán)的發(fā)現(xiàn)將幫助天文學(xué)家了解潛在的宇宙“骨架”。據(jù)悉，這個(gè)星系團(tuán)是歐洲南方天文臺(tái)天文學(xué)家馬薩尤基·塔納卡領(lǐng)導(dǎo)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(huì)形成恒星，星系本身則經(jīng)常形成星系群和星系團(tuán)?！?/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(gè)“小不點(diǎn)”。塔納卡說：“最被廣泛認(rèn)同的宇宙理論認(rèn)為，物質(zhì)會(huì)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(xì)絲狀地帶，形成一個(gè)巨大的束狀結(jié)構(gòu)?！?/p>

　　細(xì)絲狀地帶長度達(dá)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(tuán)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(xué)家便很難解釋宇宙如何出現(xiàn)細(xì)絲狀地帶。通常情況下，質(zhì)量巨大的細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)在距離地球相對(duì)較近的區(qū)域被發(fā)現(xiàn)，有關(guān)更遙遠(yuǎn)宇宙區(qū)域也存在這種結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)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(dǎo)的研究小組在一個(gè)遙遠(yuǎn)星系團(tuán)的周圍發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大結(jié)構(gòu)。在此之后，他們利用兩架大型地面望遠(yuǎn)鏡在更多細(xì)節(jié)上對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，具體就是指測(cè)量地球與星系團(tuán)內(nèi)超過150個(gè)星系之間的距離，同時(shí)獲取這個(gè)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(tái)位于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡的可見光多目標(biāo)光譜儀(VIMOS)以及日本國家天文臺(tái)位于夏威夷的昴星望遠(yuǎn)鏡的暗天體照相機(jī)和光譜儀(FOCAS)進(jìn)行光譜觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果刊登在《天文學(xué)與天體物理學(xué)雜志》上。

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

　　觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，一些星系群已經(jīng)感受到這個(gè)星系團(tuán)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(xué)家研究宇宙更為年輕時(shí)的星系如何受環(huán)境影響。據(jù)悉，細(xì)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(gè)新發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)可能進(jìn)一步延伸，超出塔納卡等人的探測(cè)區(qū)域。為此，研究人員計(jì)劃在未來進(jìn)行進(jìn)一步觀測(cè)，以獲取細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)體積的確切數(shù)據(jù)。(孝文)