宇宙最大天体?这个新发现的巨大星系团质量为1千万亿个太阳

邓文龙

宇宙最大天体？这个新发现的巨大星系团质量为1000万亿个太阳

2018-04-26 18:41

　　【文/观察者网 唐莎莎】至少14个星系挤在一个直径仅约银河系4倍的区域？近日，天文学家发现了一个巨型原星系团，其现在的质量相当于1000万亿个太阳。

这不仅是人类首次观测到巨大星系团的诞生，这一星系团还正在形成如今宇宙中最庞大的结构之一。

据《每日科学》网站25日报道，天文学家发现的这个新生的星系团——原星系团（protocluster）， 距离地球124亿光年，如今看到的光线是在宇宙大爆炸14亿年后传向地球的。



艺术渲染图显示这些星系互相缠绕 图自ESO（欧洲南方天文台）

其中最惊人的是， 它由至少14个星系构成，而整体直径仅为银河系的4倍。据估算，这一星系团已经“吞噬”了数百个星系，如今的质量相当于1000万亿个太阳。这也意味着它可能是宇宙中最庞大的结构。

该研究发表在今天（26日）的《自然》杂志上。

《自然》杂志网站截图

这一发现在天文学界造成了多大的轰动？

据英国广播公司（BBC）今天（26日）报道，德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员难掩对这一发现的激动之情，评论道：“

发现两个星系聚在一起就已经很不寻常了，和“普通星系”相比，这两个星系都会很特别且罕见，它们形成恒星的速度要比银河系快几百甚至几千倍。而发现14个星爆星系（starburst galaxy）组成的星系团，还是闻所未闻的。”（观察者网注：天文学家将形成恒星速率比大多数的星系都要高出许多的星系称作“星爆星系”。）

BBC报道截图

《每日科学》介绍称， 该星系团里的星系以惊人的速度形成恒星，从银河系速度的50倍到1000倍不等。这比单个星系高得多的速度，表明星系团里的星系在互相影响，且正在往形成一个巨型星系团发展。

BBC报道截图

报道解释道，星系团是如今宇宙中由引力维系的最大结构，包含成百上千的星系。随着引力吸收越来越多的物质，星系团将逐渐变大。

那这个高速生成恒星的星系团这到底有多拥挤呢？BBC采访了联合作者阿克塞尔·魏斯，他打了个比方——

其密度相当于把太阳系八大行星都置于地球和月球之间的轨道。

该星系团的艺术渲染图，BBC报道截图

论文作者、耶鲁大学在读博士生蒂姆·米勒解释称，天文学家预测，这个星系团应该和后发星系团（Coma Cluster）差不多大。

至于后发星系团有多大？魏斯称，后发星系团是目前所知的整个近域宇宙（local universe）中最庞大的结构之一。

BBC报道截图

BBC报道援引米勒的说法称：“我们刚发现它的时候，只是一个亮点”。“我们知道这个发现是激动人心的，但没想到这么壮观。”

论文联合作者、纽约Flatiron研究院计算天体物理学中心副研究员克里斯·海沃德表示：“和以往相比， 我们发现的似乎是一个正在形成过程中的星系团，这是我们对星系团的了解中缺失的一环。”

另一论文联合作者、加拿大达尔豪斯大学天理物理学教授斯科特·查普曼说， 为何这一星系团这么大、形成得这么快“依然是个谜”。“正如你所能预料的，它不是通过数十亿年时间逐渐形成的。”

放大后的原星系团

研究人员首先利用南极望远镜和赫歇尔天文台发现了这一星系团。同时，在智利使用阿塔卡大型毫米/亚毫米天文望远镜的研究，也提供了更多惊喜。

“突然之间，出现了3个星系，”查普曼说，“我们发现的星系数量一下子就从3个变成14个。很明显，这是一次非常有趣的巨型结构行成过程，而非昙花一现”。

天文学家已经开发出一个数字模型，预测在接下来的10亿年中，该星系团将如何发展——14个星系将合并成一个巨大的椭圆星系，周围环绕着星系、恒星和尘埃。

模拟星系团随时间产生的变化

“周围环境的一些特殊因素导致星系团形成恒星的速度比其他单个星系快得多，”海沃德说， 一种可能的解释是，邻近星系的引力作用压缩了星系内的气体，触发了恒星的行成。

通过对原星系团的研究，可以更加了解如今的宇宙中存在的星系团，包括如何形成与演化。例如，在现在的星系团的边缘充满甚至超1百万度的气体。虽然科学家还无法确认这些气体从何而来，但原星系团的发现或许可以提供线索：在星系团形成过程中，大量新生恒星可能会向星系间的间隙喷出炽热的气体。这些气体的密度不够足以形成恒星，而是徘徊在星系团中。

查普曼说，更多对原星系团的研究正在进行，并且已经又通过南极望远镜发现了2个没有那么壮观的原星系团。

威斯康星大学麦迪逊分校博士艾米·巴杰尔则称发现这一巨型原星系团为“

里程碑式的”。

“找到如今的星系团的"祖先"，对于研究这一结构在宇宙中如何形成及发展非常重要。”

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