拉尼亚凯亚超星系团

银河系、太阳系所处的超星系团

拉尼亚凯亚超星系团

拉尼亚凯亚超星系团(英语:Laniakea Supercluster,简称Laniakea SC)是银河系、太阳系和地球所处的超星系团。[5][1][6]2014年9月,夏威夷大学的布伦特·塔利(Brent Tully)和法国里昂第一大学的海伦·库尔图瓦(Helene Courtois)所领导的团队发表了一种通过星系的视向速度来定义超星系团的新方法,并由此定义了拉尼亚凯亚。新定义的本地超星系团将先前定义的室女座超星系团以及长蛇-半人马座超星系团作为附属结构纳入其中,其中前者曾是此前所定义的本地超星系团。后续的研究成果表明,拉尼亚凯亚超星系团缺乏引力约束条件。它将趋于消散状态,而非持续维持自身相对于周边区域的超高密度状态。[5][0][1][4]

拉尼亚凯亚超星系团(英语:Laniakea Supercluster,简称Laniakea SC)是银河系太阳系地球所处的超星系团。[6][2][7]

2014年9月,夏威夷大学的布伦特·塔利(Brent Tully)和法国里昂第一大学的海伦·库尔图瓦(Helene Courtois)所领导的团队发表了一种通过星系的视向速度来定义超星系团的新方法,并由此定义了拉尼亚凯亚。新定义的本地超星系团将先前定义的室女座超星系团以及长蛇-半人马座超星系团作为附属结构纳入其中,其中前者曾是此前所定义的本地超星系团。后续的研究成果表明,拉尼亚凯亚超星系团缺乏引力约束条件。它将趋于消散状态,而非持续维持自身相对于周边区域的超高密度状态。[6][1][2][5]

拉尼亚凯亚超星系团包含星系约10万个,覆盖范围约5.2亿光年,质量是银河系的10万倍。[3][4]

发现

2014年,为了分析星系流动,美国夏威夷大学布伦特·塔利和法国里昂大学的天文学家海伦·库尔图瓦所领导的团队综合分析来自多个巡天项目(如2MASS)的数据,得到了一个记录了地球周围6.5亿光年范围内的8000个星系本动速度的目录。在这个目录里,他们发现了一个惊人的现象,在4亿光年的范围内,所有的星系和它们组成的星系团的本动速度都指向这个区域的中心,就像水往地势低的地方流动,聚集起来形成水洼一样。这个新发现的流动结构比本超星系团[注1]大很多,天文学家为它取了个名字——拉尼亚凯亚(Laniakea)。[6][1][2]

一张新的地图通过追踪星系相互吸引的引力,将银河系(黑点)置于一个巨大的超星系团(白点)中
一张新的地图通过追踪星系相互吸引的引力,将银河系(黑点)置于一个巨大的超星系团(白点)中

命名

拉尼亚凯亚是夏威夷语“广阔的天空”或“无尽的天堂”的意思,这个名字是由夏威夷大学系统下属的卡皮奥拉尼社区学院(Kapiolani Community College)的夏威夷语言副教授兼语言学与文学系主任Nawa‘a Napoleon建议的。这个名字是为了纪念波利尼西亚的航海家们,他们利用对天空的认识横渡广袤的太平洋[9][1][10]

概述

超星系团是已知宇宙中最大的结构之一。它们由包含几十个星系星系团和包含数百个星系的大质量星系团组成,就像我们的本星系团一样,所有星系团都相互连接在一张细丝网上。尽管这些结构是相互关联的,但它们的界限却很模糊。[9][4][3]

拉尼亚凯亚超星系团内部涵盖约十万个星系,其范围大约 1.59 亿秒差距(5.2 亿光年)。质量相当于太阳的 1×1017 倍,亦或是银河系的十万倍。我银河系处于这一宇宙之网的一条“流苏”之上。拉尼亚凯亚超星系团近乎与庞大的时钟座超星系团相同。拉尼亚凯亚超星系团包含以下三个部分,而此三个部分先前被视作各自独立的超星系团[11]

室女座超星系团,即银河系所在之超星系团;长蛇-半人马座超星系团,其中包含拉尼亚凯亚超星系团的重力中心——巨引源(亦称“大引力源”);孔雀-印地安超星系团。拉尼亚凯亚超星系团内最为巨大的星系团包含室女座星系团、长蛇座星系团、半人马座星系团阿贝尔 3565、阿贝尔 3574、阿贝尔 3521、天炉座星系团、波江座星系团以及矩尺座星系团[12]

整个超星系团由大约三百至五百个已知的星系团和星系群构成,然而实际数字或许更高,这是由于部分天区被银河系的隐匿带遮蔽而无法进行观测。超星系团乃宇宙中最大的结构之一,并且其边缘难以判定,尤其是由内向外观测之时。发现拉尼亚凯亚的团队运用电波望远镜将本星系群的星系运动绘制成分布图。在特定超星系团内部,所有星系的运动皆会朝向超星系团的质量中心。而在拉尼亚凯亚超星系团,星系皆朝向它的重力中心,即巨引源移动,故而也对银河系所在地本星系群以及其他超星系团内的星系产生影响。[12]

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拉尼亚凯亚超星系团的概述

发现方式

塔利和他的同事们通过观察星系如何在空间中移动,定义了拉尼亚凯亚超星系团的边界和星系居民。该团队使用了一种称为“特殊运动”的测量方法,该方法采用星系的总运动,并减去宇宙膨胀带来的运动。从那里,科学家可以生成表明星系如何运动的流线,揭示吸引它们的引力中心。这些吸引子控制着成员星系的行为,形成了超星系团的核心。在研究了8000个星系的特殊运动后,塔利和他的同事们可以确定哪个引力中心控制着银河系及其星系邻居。他们利用这些信息来定义超星系团的范围。简而言之,星系的运动受拉尼亚克亚的控制巨引源位于半人马座方向,是拉尼亚凯亚超星系团的一部分。[5]

拉尼亚凯亚超星系团
拉尼亚凯亚超星系团

在宇宙的大尺度结构中,星系常常被多个引力吸引子拉向不同的超星系团,即便它们在天穹上看起来相互邻近。例如,在本地宇宙中,一些星系被拉向拉尼亚凯亚超星系团,而另一些则被拉向英仙座-双鱼座超星系团。在超星系团内部,星系分布类似于串在宇宙网上的珠子,每一个都被主要的引力吸引源所固定。银河系位于这样的结构边缘,靠近一个被称为本星系群空洞的区域,该区域相对缺乏物质。 宇宙中的这种大型纤维状结构与空洞是非常普遍的现象。然而,在绘制拉尼亚凯亚超星系团的过程中,研究人员发现了一个意外的情况:这个超星系团受到一个更大规模的星系集合体——沙普利超星系团的影响。 沙普利集中体的引力作用对拉尼亚凯亚产生了显著影响,表明拉尼亚凯亚可能只是更宏大结构的一部分。不过,目前对于沙普利集中体的确切边界仍缺乏足够的数据来进行定义。[5]

宇宙流
宇宙流

位置

邻近拉尼亚凯亚超星系团的其他超星系团有夏普力超星系团、武仙座超星系团、后发座超星系团、英仙-双鱼超星系团。拉尼亚凯亚本身就是双鱼座-鲸鱼座星系团(Pisces-Cetus Supercluster Complex)的一个组成部分,是一个星系丝状结构。[7]

宇宙路线图
宇宙路线图

价值意义

天文学家认为,宇宙80%的物质都是暗物质构成的。[1]拉尼亚凯亚能够帮助人类解开暗能量之谜,这种在1998年发现的强大力量驱动着宇宙加速膨胀,并因此会决定宇宙的最终命运。而超星系团也可能不是宇宙地址的最后一行——事实上,它还可能是尚未被发现的更大结构的一部分。[1]

拉尼亚凯亚超星系团
拉尼亚凯亚超星系团

参考资料 12

  1. 我们都在这片宇宙"羽毛"的渺小一角:超星系团要大得多 — 微信公众平台
  2. The Laniakea supercluster of galaxies — nature
  3. Astronomy Picture of the Day — nasa.gov
  4. 参考 4
  5. New Map Locates Milky Way in Neighborhood of 100,000 Galaxies — NATIONAL GEOGRAPHIC
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. Newly Identified Galactic Supercluster Is Home to the Milky Way — nrao.edu
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12

注释

  1. 仙女星系、银河系、三角座星系和51个较小的星系被统称为本星系群,直径约为1000万光年 [8]
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