3分鐘看完,宇宙中目前已知最大的星系,大到超乎你的想像!
隨著科學技術的發展和天文學的進步,人們逐漸意識到我們所處的地球不過是太陽系中的一個小小的行星,而太陽系對於銀河系來說只不過是它邊緣地區的一個小亮點,絲毫不值一提。更恐怖的是在宇宙中,與銀河系一般大小的星係數量至少有數千億個,而這還是我們目前所觀測到的930億光年的宇宙範圍之內。
銀河系,別名天河、銀河、星河,是太陽系所在的棒旋星系,包括1000~4000億顆恆星和大量的星團、星雲以及各種類型的星際氣體和星際塵埃,從地球看銀河系呈環繞天空的銀白色的環帶。總質量約為太陽的2100億倍 。銀河系呈扁球體,具有巨大的盤面結構,由明亮密集的核心、兩條主要的旋臂和兩條未形成的旋臂組成,旋臂相距4500光年。太陽於銀河一個支臂獵戶,至銀河中心的距離大約是2.6萬光年。
在宇宙中比銀河系大得多的星系可以說是數不勝數,其中離我們最近的是同屬於一個星系群的鄰居仙女星系,仙女星系是位於仙女座方位的擁有巨大盤狀結構的旋渦星系,在梅西耶星表編號M31,星雲星團新總表編號位NGC 224,直徑22萬光年,距離地球有254萬光年。
仙女星系在東北方向的天空中看起來是紡錘狀的橢圓光斑,是肉眼可見的最遙遠的天體之一。直徑至少是銀河系的1.6倍。 仙女星系是本星系群中最大的星系,正以每秒300公裡的速度朝向銀河系運動,在30-40億年後可能會撞上銀河系,最後併合成橢圓星系。
1924~1925年,哈勃在照相底片上證認出仙女座星系旋臂上的造父變星,並根據周光關係算出距離,確認它是銀河系之外的恆星系統,使用2.5米反射望遠鏡拍攝的照片,M31的距離得以被確認。
1939年經巴布科克等人的研究,測出從中心到邊緣的自轉速度曲線,並由此得知星系的質量。據估計,M31的質量不小於 3.1×10個太陽質量,比銀河系大一倍以上,是本星系群中質量最大的一個。M31的中心有一個類星核心,直徑只有25光年,質量相當於10太陽質量,即一立方秒差距內聚集1500個恆星。類星核心的紅外輻射很強,約等於銀河系整個核心區的輻射。但那裡的射電卻只有銀心射電的1/20。射電觀測指出,中性氫多集中在半徑為10千秒差距的寬環帶中。氫的含量為總質量的1%,這個比值較之銀河系的(1.4~7%)要小。由此可以認為,M31的氣體大部分已形成恆星。
M31在天文學史上有著重要的地位,在星系的研究中扮演著一個重要的角色,因為它雖然不是最近的星系,卻是距離最近的一個巨大螺旋星系。
而目前科學家們發現的宇宙最大星系是距離地球10.45億光年之外的阿貝爾2029星系群中一個叫做IC1101的星系。它的直徑在400萬光年左右,是銀河系的20多倍,是目前宇宙中已知的最大星系。
阿貝爾2029星系群是由星系集合成的一個巨大星系團,位於室女座,距離地球315百萬秒差距(1,027百萬光年)。由於中心有一個巨大的星系IC 1101,在鮑茨-摩根的星系團分類上阿貝爾2029是第I型。IC 1101也許是已知直徑最大的星系,它的直徑為280萬光年。相較之下,銀河系的直徑只有100,000光年。阿貝爾2029的範圍大概是810萬光年,亮度為 2×10L☉。
早在18世紀末期,英國天文學家赫歇爾就發現IC1101星系了,不過當時由於技術條件有限,IC1101星系被當做是一個星雲,一直到20世紀30年代初期,天文學家哈珀才通過研究觀測,將IC1101星系定義為獨立星系。
天文學家介紹,IC1101星系是一個位於阿貝爾2029星系團中心的透鏡狀星系,位於巨蛇座,距離地球10.7億光年。該星系直徑為550萬光年,它的體積非常巨大,足以容納數千個銀河系,是至今發現最大的星系。估計IC 1101內有100兆顆恆星,遠多於銀河系2500億顆或仙女座星系的4000億顆。
充滿熾熱氣體的艾貝爾2029星系團釋放發光X射線,它包含著質量相當於100萬億顆太陽的暗物質,這個星系團可容納上千個星系。如果IC 1101位於我們銀河系的位置,大麥哲倫星系、小麥哲倫星系、仙女座星系、三角座星系將被包含在內。
IC1101星繫到底有多大呢,它大到科學家無法製作出等比例縮小的圖片。阿雷西博天文中心的天體物理學家萊斯-泰勒製作了一張宇宙星系大小對比圖,該圖清晰地描繪出了25個選定星系的相對大小,當然其中也包括人類所在的銀河系,所有的圖片均NASA以及ESA的觀測圖像。
但這張星系對比圖並不是按照星系照片縮放出來的,這根本不可能。泰勒在採訪中表示,他們實在是太大了。你根本無法將它清晰的縮放出來,最後他只能退而求其次,只做了一張混合圖片。即使如此,比較大的那幾個也無法表現出來。
同時,因為IC1101星系所在的阿貝爾2029星系團不斷釋放X光線,相當於100萬億顆太陽的暗物質蘊含其中,所以,天文學家猜測,IC1101星系應該是宇宙中最亮的一個星系。
IC1101星系的內部很多恆星都要比太陽老很多,它們大約誕生於120多億年之前,那個時候宇宙也剛剛誕生不久,因為它非常的明亮,所以天文學家判斷它或許與銀河系一樣,中心也是一個超大的黑洞,只不過IC1101星系的中心黑洞質量大約是太陽的1000億倍左右,這也讓它的射電源異常的明亮和可怕。
IC1101星系雖然是目前已知的最大的星系,但是這是相對於人類的探索範圍來說的,宇宙浩瀚無垠,而人類只是點亮了宇宙黑暗地圖上小小的一塊而已。說不定IC1101星系相較於那些人類探索範圍之外的龐大星系,也只是微不足道的一個小亮點也說不定。
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