超星系團(tuán)（若干星系構(gòu)成更高級(jí)的天體系統(tǒng)）
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超星系團(tuán)
若干星系構(gòu)成更高級(jí)的天體系統(tǒng)
若干星系團(tuán)集聚在一起構(gòu)成的更高一級(jí)的天體系統(tǒng)，又名二級(jí)星系團(tuán)。本星系群就同附近的50個(gè)左右星系群和星系團(tuán)構(gòu)成本超星系團(tuán)。星系團(tuán)聚合成超星系團(tuán)的現(xiàn)象叫作星系的超級(jí)成團(tuán)或二級(jí)成團(tuán)。通常在一個(gè)超星系團(tuán)內(nèi)只含有2～3個(gè)星系團(tuán)。擁有幾十個(gè)成員星系團(tuán)的超星系團(tuán)是不多的。
基本信息
| 中文名 | 超星系團(tuán) |
| 外文名 | Supercluster |
| 質(zhì)量 | 10^15～10^17個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量 |
| 構(gòu)成 | 若干星系團(tuán)集聚而成 |
| 又名 | 二級(jí)星系團(tuán) |
簡(jiǎn)介
超星系團(tuán)
超星系團(tuán)
現(xiàn)存的超星系團(tuán)顯示在我們宇宙內(nèi)的星系分布是不均勻的；多數(shù)的都聚集在一起成為群和集團(tuán)，每個(gè)小集團(tuán)的星系從50個(gè)至數(shù)千個(gè)不等。這些群和集團(tuán)與其他星系形成更大的被隔絕的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為超星系團(tuán)。
在本質(zhì)上曾經(jīng)被認(rèn)為是最大的結(jié)構(gòu)，超星系團(tuán)被了解是有時(shí)被稱(chēng)為"超星系復(fù)合體"的更大的片狀或墻的巨大結(jié)構(gòu)的下一層級(jí)，他們可能跨過(guò)數(shù)十億光年的空間，超過(guò)了可見(jiàn)宇宙的5%。超星系團(tuán)本身可能跨越數(shù)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(dāng)時(shí)的宇宙年齡。當(dāng)這些距離以人類(lèi)的術(shù)語(yǔ)表達(dá)時(shí)，它遠(yuǎn)小于超級(jí)星系團(tuán)。在膨脹的宇宙中，一個(gè)天體的距離d相當(dāng)于他現(xiàn)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(jié)構(gòu)需要多少的時(shí)間，這都顯示他們有更大的年齡。當(dāng)我們觀察到超級(jí)星系團(tuán)和更大的結(jié)構(gòu)時(shí)，我們得知這些超級(jí)星系團(tuán)被創(chuàng)造時(shí)的宇宙情況。在超級(jí)星系團(tuán)內(nèi)的自轉(zhuǎn)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(tuán)組合成的集團(tuán)（極超星系團(tuán)或超超星系團(tuán)）被發(fā)現(xiàn)，是否存在比超星系團(tuán)更大的結(jié)構(gòu)也還在爭(zhēng)辯中（參見(jiàn)星系纖維，根據(jù)宇宙微波背景輻射的數(shù)據(jù)，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(gòu)造。超星系團(tuán)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(tuán)被證實(shí)是最大的結(jié)構(gòu)，超星系團(tuán)的總數(shù)依然留下結(jié)構(gòu)分布的可能性，相信超星系團(tuán)在宇宙中的數(shù)量應(yīng)該在一千萬(wàn)個(gè)。
超星系團(tuán)經(jīng)常會(huì)被分割成被稱(chēng)為星系云的小集團(tuán)。
本超星系團(tuán)
包括本星系群在內(nèi)的超星系團(tuán).1937年，霍姆伯格在分析了雙重星系和多重星系的分布后認(rèn)為，存在著一個(gè)"總 星系云",尺度范圍100百萬(wàn)秒差距。這是本超星系團(tuán)最初的概念. 二十世紀(jì)五十年代中，沃庫(kù)勒重新提出關(guān)于本超星系團(tuán)的概念，并為后來(lái)的研究證實(shí)。沃庫(kù)勒認(rèn)為，本超星系團(tuán)的長(zhǎng)經(jīng)為30~75百萬(wàn)秒差距，它是許多星系云和星系團(tuán)的集合體，包括本星系群，室女座星系團(tuán)，大熊星系團(tuán)以及50個(gè)左右較小的群和團(tuán). 它們共同構(gòu)成一個(gè)巨大的扁平狀天體系統(tǒng)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(biāo)在國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)銀道坐標(biāo)系中是銀經(jīng)47°.37,銀緯+6°.32.本超星系團(tuán)的中心在室女星系團(tuán)附近銀經(jīng)283°銀緯+75°. 對(duì)沿超星系赤道的星系視向速度的分析表明, 本超星系團(tuán)可能正在自轉(zhuǎn)和膨脹，銀河系繞團(tuán)中心的公轉(zhuǎn)周期約為1000億年.
系列列表
鄰近的超星系團(tuán)
超星系團(tuán) | 注解 |
本超星系團(tuán) | |
長(zhǎng)蛇-半人馬超星系團(tuán) | 他由兩個(gè)瓣?duì)罱M成，通常將整個(gè)視為一個(gè)超星系團(tuán)，有時(shí)也會(huì)將整體的個(gè)別部份分別稱(chēng)為 長(zhǎng)蛇超星系團(tuán)半人馬超星系團(tuán) |
英仙-雙魚(yú)超星系團(tuán) | |
孔雀-印地安超星系團(tuán) | |
后發(fā)座超星系團(tuán) |
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較遠(yuǎn)的超星系團(tuán)
超星系團(tuán) | 注解 |
雙魚(yú)-鯨魚(yú)超星系團(tuán) | |
牧夫座超星系團(tuán) | |
整個(gè)的超星系團(tuán)是時(shí)鐘-網(wǎng)罟超星系團(tuán) | |
天鴿座超星系團(tuán) |
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遙遠(yuǎn)的超星系團(tuán)
超星系團(tuán) | 資料 | 注解 |
天貓座超星系團(tuán) | z=1.27 | 至少有兩個(gè)星系團(tuán)RXJ 0848.9+4452(z=1.26)和RXJ 0848.6+4453(z=1.27) |
發(fā)現(xiàn)
超星系團(tuán)
美國(guó)宇航局派遣一架U—2飛機(jī)，在地球北半球高空測(cè)定宇宙微波背景輻射的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特大的超星系團(tuán)，延伸到20萬(wàn)萬(wàn)光年的空間。與我們今天可觀測(cè)的100億光年的空間深度相比，這個(gè)超星系團(tuán)占據(jù)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(jié)構(gòu)，真是令人拍案叫絕??！
你看，宇宙物質(zhì)的分布，從太陽(yáng)系、銀河系、星系團(tuán)（群）到超星系團(tuán)，仿佛構(gòu)成一個(gè)又一個(gè)“階梯”。有人猜想，在超星系團(tuán)之上還可以有“超”超星系團(tuán)、“超超”超星系團(tuán)……不過(guò)迄今天文學(xué)家因限于觀測(cè)手段的局限，尚無(wú)法對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證。
星系分布
LSC的星系數(shù)值密度以室女座星系團(tuán)為中心呈現(xiàn)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?？傊?，明亮的星系（絕對(duì)星等大于13的）大多數(shù)集中在少數(shù)的星系云（星系團(tuán)組成的集團(tuán)）內(nèi)，98%的被發(fā)現(xiàn)在11個(gè)云中（以明亮星云數(shù)量遞減的順序排列）：獵犬座星系團(tuán)、室女座星系團(tuán)、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(tuán)，其余的都屬于獵犬座星系團(tuán)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(shù)幾個(gè)星系云內(nèi)（94%分布在7個(gè)云中）。這樣的分布顯示超星系團(tuán)盤(pán)面的"大部分地區(qū)都是巨大的空洞"。能夠用來(lái)與觀測(cè)的現(xiàn)象比擬的是肥皂泡的結(jié)構(gòu)。稍平的星系團(tuán)和超星系團(tuán)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(shù)量級(jí)在20-60 Mpc）的巨大空洞。長(zhǎng)纖維的絲狀結(jié)構(gòu)似乎占了優(yōu)勢(shì)。1個(gè)例子是長(zhǎng)蛇-半人馬超星系團(tuán)，最靠近LSC的超星系團(tuán)，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
大尺度動(dòng)力學(xué)
自從1980年代就很明顯的呈現(xiàn)不僅是本星系群，包括遠(yuǎn)在5千萬(wàn)秒差距之外的所有物質(zhì)都以大約600公里/秒的速度朝向矩尺座星系團(tuán)（Abell 3627）運(yùn)動(dòng)。當(dāng)天文學(xué)家測(cè)量出相對(duì)于宇宙微波背景輻射（CMB）的運(yùn)動(dòng)時(shí)，萊登-貝爾等人（1988年）猜測(cè)有個(gè)" 巨引源"，但是他的本質(zhì)為何仍然難以理解。
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(tuán)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(jù)科學(xué)日?qǐng)?bào)消息，普朗克在檢測(cè)微波天空的時(shí)候，通過(guò)桑耶維夫-澤爾多維奇效應(yīng)，這是宇宙微波背景下一種特有的效應(yīng)，在宇宙空間龐大的物體環(huán)境下，拍攝了星系團(tuán)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(cè)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(tuán)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(tuán)。星系團(tuán)可以承受一千個(gè)星系，它們布滿了閃亮著明亮的X光線的熱氣；它們大多數(shù)由暗物質(zhì)構(gòu)成。
普朗克的首要目標(biāo)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(tuán)搜尋者。
事實(shí)上，這九個(gè)頻道，是由普朗克團(tuán)隊(duì)基于一個(gè)特殊的現(xiàn)象，被叫做桑耶維夫-澤爾多維奇效應(yīng)（SZE）而精心選擇出來(lái)的。當(dāng)CMB光子在朝我們運(yùn)動(dòng)時(shí)遇到了星系團(tuán)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(yīng)。因此，即使在星系團(tuán)紅移的情況下，SZE仍是一種檢測(cè)星系團(tuán)的獨(dú)特工具。
“當(dāng)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(dāng)它穿越一個(gè)星系團(tuán)，CMB中子便打散了構(gòu)成星系團(tuán)的熱氣中的自由電子。”法國(guó)奧爾賽空間數(shù)據(jù)研究所的納比拉？阿加南說(shuō)道，他是調(diào)查SZE團(tuán)和二次各向異性的普朗克科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)成員?！斑@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(hào)中的干預(yù)群分離出來(lái)。”
因?yàn)闊犭娮颖菴MB中子更有活力，所以?xún)烧咧g的相互作用導(dǎo)致了中子分散到更高的能量。這意味著，當(dāng)朝著星系群的方向看CMB時(shí)，人們能看到相對(duì)低能量中子的不足，和高能量分子的富余。這個(gè)區(qū)分不足和富余的臨界頻率是217GHz。普朗克頻道探測(cè)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(cè)到星系團(tuán)的正信號(hào)和負(fù)信號(hào)，因此定位整個(gè)天空這些星系團(tuán)，以及測(cè)量他們的物理屬性，普朗克是個(gè)十分有用的工具?！逼绽士隧?xiàng)目科學(xué)家揚(yáng)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(tuán)，比如彗髪，一個(gè)很熱的附近的星系團(tuán)，還有也很近的星系團(tuán)阿爾貝2319。
普朗克的設(shè)計(jì)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)檢測(cè)散落天空的星系團(tuán)的SZE信號(hào)的，因?yàn)樗⒉贿m合深度調(diào)查，它的分別率太低無(wú)法探測(cè)出這些星系團(tuán)的細(xì)節(jié)，尤其是一些新發(fā)現(xiàn)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射線觀察-XMM-牛頓。“由于它高敏感性，使得XMM-牛頓是繼續(xù)完成普朗克檢測(cè)到的星系團(tuán)的最佳工具?！鳖I(lǐng)導(dǎo)普朗克團(tuán)隊(duì)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(cè)到的的確是星系團(tuán)，并且它還發(fā)現(xiàn)它其實(shí)是個(gè)更大的結(jié)構(gòu)：是個(gè)超星系團(tuán)！
“XMM-牛頓觀察顯示其中一個(gè)星系團(tuán)其實(shí)是個(gè)由三個(gè)獨(dú)立巨大的星系組成的超星系團(tuán)，而普朗克并沒(méi)有檢測(cè)到這一點(diǎn)?！?/span>
“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(xù)普朗克的檢測(cè)來(lái)確定這個(gè)星系團(tuán)的本質(zhì)到底是什么？”XMM-牛頓項(xiàng)目科學(xué)家諾伯特說(shuō)道。
“這是第一次通過(guò)SZE檢測(cè)到超星系團(tuán)的存在，這個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)給超星系團(tuán)的研究打開(kāi)了一扇全新的窗戶?！?/span>
這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的超星系團(tuán)的SZ信號(hào)來(lái)自于三個(gè)獨(dú)立星系團(tuán)的信號(hào)總和，其中可能還有另外的集群間絲狀結(jié)構(gòu)起作用。這也給大規(guī)模氣體分布提供了重要的線索，這對(duì)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(diào)查始于2009年8月中旬，于2010年6月結(jié)束。普朗克將會(huì)繼續(xù)收據(jù)數(shù)據(jù)到2011年底，在此期間它會(huì)完成所有的天空掃描。
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國(guó)際天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)又一超星系團(tuán)，質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量的580萬(wàn)億倍
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上千億個(gè)太陽(yáng)的合體，宇宙已知的最大結(jié)構(gòu)，超星系團(tuán)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)！
作者
