一个天文学家团队表示,包含银河系的星系超星系团在体积和质量上比之前认为的大100倍。他们绘制了这个巨大区域的地图,并将其命名为拉尼亚凯亚——夏威夷语意为“广阔无垠的天堂”。
星系倾向于聚集在称为星系团的群体中;这些星系团密集堆积的区域被称为超星系团。但是,这些巨大宇宙结构的定义是模糊的。
发表在《自然》杂志上的这项新研究描述了一种定义一个超星系团在哪里结束而另一个超星系团在哪里开始的新方法。一个由夏威夷檀香山大学的天文学家布伦特·塔利领导的团队绘制了星系的运动,以推断本星宇宙的引力景观,并重新绘制了它的地图。
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宇宙速度
该团队使用了一个数据库,该数据库汇编了8000个星系的速度,这些速度是在减去宇宙膨胀的平均速率后计算出来的。“所有这些偏差都是由于星系感受到的周围引力拉力造成的,这种引力来自质量,”塔利说。研究人员使用一种算法将这些速度转化为星系流和密度的三维场。“如果我们不能解释这种运动,我们就真的不能声称对宇宙学有很好的理解,”塔利说。
里约热内卢联邦大学瓦隆戈天文台的天体物理学家保罗·洛佩斯说,这种方法优于仅仅绘制物质的位置,因为它使科学家能够构建宇宙未勘探区域的地图。它依赖于探测星系的影响,而不是直接看到它们。
此外,星系的运动反映了所有物质的分布,而不仅仅是我们在望远镜中可见的物质——包括暗物质。
考虑到宇宙膨胀,他们的地图显示了星系在其局部区域的引力作用下缓慢移动的流线(见下方视频)。基于此,该团队将超星系团的边缘定义为这些流线发散的边界。在界线的一侧,星系流向一个引力中心;在界线之外,它们流向另一个引力中心。“这就像水在分水岭处分开一样,它要么流向陆地高度的左侧,要么流向右侧,”塔利说。
太空前沿
这是一个全新的超星系团定义。科学家之前将银河系置于室女座超星系团中,但在塔利及其同事的定义下,这个区域变成了更大的拉尼亚凯亚的一个附属物,拉尼亚凯亚横跨1.6亿秒差距(5.2亿光年),包含100万亿个太阳的质量。
然而,德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所的天文学家加永·陈表示,这项工作不太可能是关于超星系团是什么的最终定论。她的团队致力于基于超星系团是有一天会坍缩成单个物体的结构的另一种定义。她估计,这种情况不会发生在拉尼亚凯亚身上,因为其中一些星系将永远彼此远离。“你使用的定义真正取决于你想问的问题。这种最新的方法是绘制宇宙大尺度结构的一种非常好的方法,但它并没有询问这些超星系团最终会发生什么,”她说。
洛佩斯说,虽然这张地图对银河系周围的宇宙来说是全面的,但它的距离测量变得不太准确,而且越往外走,数量越少。他说,这是目前该技术最大的潜在误差来源,但增加更多的星系测量将改进地图,并最终可能帮助科学家完全追溯我们本星星系群运动背后的原因。
本文经许可转载,并于2014年9月3日首次发表。