第三十七章 拉尼亞凱亞超星系團

拉尼亞凱亞超星系團(Laniakea),是銀河系、太陽系和地球所處的超星系團。2014年9月,夏威夷大學的布倫特•塔利(Brent Tully)和法國里昂第一大學的海倫•庫爾圖瓦(Helene Courtois)所領導的團隊發表了一種通過星系的視向速度來定義超星系團的新方法,並由此定義了拉尼亞凱亞。按照新的定義,以往我們所知的室女座超星系團只是拉尼亞凱亞的一部份而已。

拉尼亞凱亞超星系團上一級的宇宙單位爲雙魚鯨魚座超星系團複合體。這個級別屬於大尺度纖維結構。也是宇宙的最大結構的,與它同級別的是宇宙長城,比如史隆長城、北冕座長城。纖維結構與長城同級別,再上一級就是可觀測宇宙了。

拉尼亞凱亞超星系團內包含約10萬個星系,範圍達到約1.59億秒差距(5.2億光年)。質量相當於太陽的10^17倍,或者是銀河系的10萬倍,我們的銀河系就位於這張宇宙之網的一條“流蘇”上。拉尼亞凱亞超星系團幾乎與巨大的時鐘座超星系團相同。拉尼亞凱亞超星系團包含以下三個部分,而這三個部分先前被認爲是各自分離的超星系團:室女座超星系團,銀河系所在的超星系團。長蛇-半人馬座超星系團,包含了拉尼亞凱亞超星系團的重力中心,巨引源。孔雀-印地安超星系團

拉尼亞凱亞超星系團內最巨大的星系團包含室女座星系團、長蛇座星系團、半人馬座星系團、阿貝爾3565、阿貝爾3574、阿貝爾3521、天爐座星系團、波江座星系團和矩尺座星系團。整個超星系團由大約300到500個已知的星系團和星系羣組成,而實際數字可能更高,這是因爲部分天區被銀河系的隱匿帶遮蔽而無法被觀測。

超星系團是宇宙中最大的結構之一,並且其邊緣難以判斷,尤其是由內向外觀測時。發現拉尼亞凱亞的團隊使用電波望遠鏡將本星系羣的星系運動繪製成分佈圖。在特定超星系團內,所有星系的運動都會朝向超星系團的質量中心。而在拉尼亞凱亞超星系團,星系都朝向它的重力中心,巨引源移動,因此也影響了銀河系所在地本星系羣和其他超星系團內的星系。

宇宙目前已知的最大結構是大尺度纖維狀結構——就像一張巨大的網,而這些纖維組成了宇宙中空洞的邊界。宇宙的空洞中,幾乎空無一物。“纖維”則是由超星系團所組成。

鄰近拉尼亞凱亞超星系團的其他超星系團有夏普力超星系團、武仙座超星系團、后髮座超星系團、英仙-雙魚超星系團。這些超星系團和拉尼亞凱亞超星系團之間的邊界在拉尼亞凱亞超星系團被確認存在時仍無法清楚地判定。

拉尼亞凱亞這個詞來自於夏威夷語,意爲“無盡的天堂”。這個名稱是由任教於卡比奧拉尼社區學院的夏威夷語副教授 Nawa'a Napoleon 所建議的。這個名稱是向利用天文知識在太平洋中航行的波利尼西亞人致敬。

分析星系運動,並將本動速度和宇宙膨脹效應分離的新方式爲維納濾波。該方式用於有明確天體位置資訊的時候,可以分析出3億光年(9200萬秒差距)的範圍,並顯示其流動模式。加上這個限制,可知道拉尼亞凱亞超星系團正對着夏普力超星系團移動,因此夏普力和拉尼亞凱亞這兩個超星系團可能是更復雜結構的一部分。

夏威夷大學的科學家們記錄了銀河系周圍8000多個星系的位置和剔除宇宙學紅移之後的相對運動。在下圖中,朝向我們而來的星系標爲藍色,遠離我們而去的星系標爲紅色。

這樣,他們建立起一個“宇宙流”的模型(如右圖)。在下圖這個模型中,我們可以看到,在拉尼亞凱亞超星系團的中心,距離地球1.5億~2.5億光年的地方,有一個神秘的區域,相當於數萬星系質量的引力中心,所有星系都朝向它而去。我們稱它爲“巨引源”(Great Attractor)。在大約幾億光年外的數百萬個星系都受到巨引源的影響。

一項最新發現再次提示人們宇宙的廣袤無垠。這個新發現的遙遠超星系團直徑可達10億光年,可能是至今爲止在宇宙中發現的最大結構。

像銀河系一樣的單個星系通過引力作用被“捆綁”在一起,它們構成的星系團簇就形成了超星系團。超星系團反過來可以進一步連接在一起,形成叫作“長城”的星系長陣。從最大尺度來講,宇宙就像一張由巨大星系圍繞着空無一物的空間構成的網,而那些星系長城就是最粗的網線。

在附近的宇宙空間,人們都知道“斯隆長城”的存在,2014年科學家發現銀河系是拉尼亞凱亞超星系團的一部分,這兩者規模都很龐大。但新發現的“老闆長城”質量可能相當於銀河系的1萬倍,比斯隆長城和拉尼亞凱亞超星系團均大2/3。

加那利羣島西班牙天體物理學研究所Heidi Lietzen團隊在尋找45億~64億光年之外的超星系團時發現了它。在那片廣闊的宇宙空間中,這個密度極大的巨大系統脫穎而出。

“它比同類的天體結構體積不止大一點。”Lietzen說,“老闆長城”包含現在能觀測到的830個星系,可能還有一些星系因爲距離過於遙遠難以被望遠鏡觀測到。

和其他星系長城一樣,這個新發現天體系統的定義也存在主觀性。“我完全不知道他們爲什麼要把這些特徵加在一起,稱其爲一個結構。”加州大學聖迭戈分校的Allison Coil說,“很明顯這個結構中並不存在斯隆長城中存在的扭結和彎曲。”

但是夏威夷大學拉尼亞凱亞超星系團發現者Brent Tully則表示,決定哪些天體組成一個系統取決於個人的定義。超星系羣也會競爭“已知最大天體”的桂冠。由於星系彼此之間缺乏將其連接在一起的物理機制,很多天文學家並不確定天體是否真的存在關聯,因此,他們傾向於尋找坐落在宇宙網上的星系之間的巨大關聯。從這一角度來說,新發現的“老闆長城”位居第一寶座。

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