銀河系繞室女座超星系團一圈要多久?

2021-02-25 火星科普

在宇宙中,一切天體都在運動,具體而言,都在環繞某個引力中心或者說共同質心運動。

以太陽為靜止參照系,地球以30公裡/秒的速度繞著太陽運動,繞行一周的時間為1年,地球已經轉了45億圈。以銀河系中心為靜止參照系,太陽以220公裡/秒的速度繞著銀心運動,繞行一周的時間為2.3億年,太陽已經轉了20圈。

那麼,銀河系是怎樣的情況呢?

本星系群是比銀河系更大的結構,其引力中心位於銀河系和仙女座星系之間,其中的星系都會直接或者間接環繞該中心運動。再往上更大的結構是本超星系團,或稱室女座超星系團,因為它的引力中心位於室女座星系團。銀河系以及本星系群中的另外數十個星系都會環繞室女座超星系團中心運動,那麼,銀河系繞行一周需要多長時間呢?

在引力的作用下,本星系群帶著銀河系環繞本超星系團中心的運動遵循牛頓力學:

上式中,G為萬有引力常數,M為本超星系團的總質量,m為本星系群的質量,v為本星系群的繞行速度,r為本星系群與引力中心的距離。

根據測量,本超星系團的總質量約為1.5×10^15倍太陽質量,即1500萬億倍太陽質量,或者3×10^45千克。本超星系團的直徑約為1.1億光年,本星系群位於邊緣地帶,距離中心大約5500萬光年,即5.2×10^23米。本星系群的質量為太陽質量的2萬億倍,但計算用不到。

代入上式,可以計算出本星系群的繞行速度約為620公裡/秒。再根據圓周運動規律,可以計算出本星系群繞行一周的時間約為1670億年,這就是銀河系繞著室女座超星系團中心運行一圈的時間。

考慮到宇宙誕生至今才過去138億年,這意味著銀河系至今還沒有環繞本超星系團中心公轉一周。事實上,這個公轉周期只是理想化的計算結果,銀河系在未來也不會完成一圈公轉。

在宇宙中,星系之間的相對於運動會改變質量分布,大尺度結構會發生變化,所以銀河系的繞行軌道不是確定的。

要知道,距離我們大約2億光年之外有一個異常的引力中心——巨引源,它正在把我們吸引過去。在方圓數億光年的範圍內,幾百萬個星系的運動都受到了巨引源的影響。未來,巨引源會把我們帶向何方還不清楚。事實上,我們就連巨引源是什麼都不知道,只知道那裡引力存在異常,聚集著大量的質量。

另外,在暗能量的驅使下,宇宙還在持續加速膨脹,這會導致空間中的星系被互相拉開,並且距離越遠,分開速度越快。只有像本星系群這樣的小尺度結構才能被引力束縛住,而像本超星系團這樣的大尺度結構最終會因為空間膨脹而解體,其中的星系各自分散到宇宙中。由於引力的作用,本星系群中的幾十個星系將會合併成一個星系,首當其衝的是銀河系與仙女座星系。

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  • 銀河系繞室女座超星系團一圈要多久?
    本星系群是比銀河系更大的結構,其引力中心位於銀河系和仙女座星系之間,其中的星系都會直接或者間接環繞該中心運動。再往上更大的結構是本超星系團,或稱室女座超星系團,因為它的引力中心位於室女座星系團。銀河系以及本星系群中的另外數十個星系都會環繞室女座超星系團中心運動,那麼,銀河系繞行一周需要多長時間呢?
  • 銀河系繞室女座超星系團一周需要多久?
    室女座超星系團室女座超星系團有上百個星系群(團)組成,我們的本星系群只是其中一個很小的成員。室女座超星系團的質量核心位於室女座方向(這也是該超星系團得名的原因)、一個叫室女座星系團的附近,只這個室女座星系團就擁有約2000個星系,相當於50多個本星系群。需要注意的是,銀河系所在的本星系群並不是圍繞室女座星系團轉,而是圍繞室女座超星系團的質量中心轉,室女座星系團只不過恰巧處於中心附近。
  • 銀河系繞室女座超星系團一周需要多久?
    那麼銀河系又圍繞什麼轉,轉一周需要多久?銀河系及其本星系群繞室女座超星系團轉銀河系和仙女座星系與周圍共約40個星系構成本星系群,本星系群處於一個直徑約為1000萬光年的天區。不過,各星系雖然處於疏散狀態,但它們共同受到更高一級天體結構――本超星系團的控制,那就是室女座超星系團。從這個意義上說,銀河系及其本星系群是繞著室女座超星系團轉。室女座超星系團室女座超星系團有上百個星系群(團)組成,我們的本星系群只是其中一個很小的成員。
  • 室女座超星系團,直徑高達1.1億光年
    銀河系的直徑約10萬光年,太陽位於銀河系的一個旋臂—獵戶臂中,距銀河系中心約2.6萬光年。銀河系外還有許多類似的天體系統,稱為河外星系,常簡稱星系。現已觀測到大約有10億個,星系也聚集成大大小小的集團,叫星系團。
  • 室女座超星系團,直徑高達1.1億光年
    室女座超星系團平均而言,每個星系團約有百餘個星系,直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。若干星系團集聚在一起構成更大、更高一層次的天體系統叫超星系團,超星系團往往具有扁長的外形,其長徑可達數億光年,室女座超星系團就是其中之一。
  • 太陽系位於銀河系,銀河系位於超星系團,超星系團上一級是什麼?
    銀河系所在的本星系群和室女星系團、后髮星系團以及一些較小的星系群和星系團構成本超室女座星系團。最大直徑為2億光年,有4.7萬個星系,總質量約為10^16個太陽質量。銀河系繞超星系團質量中心公轉周期為1000億年。
  • 月球繞地球轉,地球繞太陽轉,太陽繞銀河系轉,銀河系繞什麼轉?
    有網友提問到:太陽系在銀河系多久轉一圈,周長又是多少?銀河系又在繞什麼轉?宇宙萬物運動是絕對的,靜止是相對的,月球繞著地球轉,地月系統圍繞著太陽轉,太陽系繞著銀河系的中心旋轉,而銀河系繞著本星系群的中心旋轉。
  • 室女座超星系團一直在自轉嗎?
    室女座超星系團一直在自轉嗎?我們晚上抬頭一看,總是能夠看到漫天的行星,不知道你有沒有感受到宇宙的浩瀚和自己的渺小,似乎這外面還有著無數的物質包圍,事實是這個樣子嗎?並非如此,後來人們才知道太陽系其實是圍繞著銀河系旋轉的,太陽也並不是主宰,而是銀河系裡面的普通的一顆恆星而已,那銀河系那麼大是不是就是宇宙的全部了呢?其實我們把鏡頭拉遠之後看到數億光年的距離,這個時候你就會發現銀河系幾乎變成了一粒灰塵,周圍也是會出現很多散亂的星系,這些星系也是都圍繞著同一個目標旋轉。
  • 室女座超星系團直徑達1億光年,那包含它的更大結構又是什麼?
    由於萬有引力的作用,宇宙中的星系會聚集在一起,形成諸如星系群、星系團這樣的大尺度結構。我們的銀河系身處室女座超星系團,其中包含了4.7萬個星系,直徑為1.1億光年(並非題主說的達到2億光年)。室女座超星系團的引力中心位於室女座方向(這也是該超星系團得名的原因),距離地球約六千萬光年。那麼,室女座超星系團是銀河系所在的最大星系團結構嗎?答案是否定的。到了2014年,一項新的研究發現,室女座超星系團之上還有更大的結構,那就是拉尼亞凱亞超星系團。
  • 地球公轉一圈要1年,太陽系2.2億年,銀河系公轉一圈用多長時間?
    而其實不僅是每個單獨的星體都在做著公轉運動,就連星系也在無時無刻的繞著中心旋轉。地球公轉一圈要一年,太陽系則需要2.2億年,那麼銀河系公轉一圈要用多長時間呢?讓我們一起來看一下。在宇宙中,不管是體積比較大的恆星還是行星,以及其他的小天體都會根據自身體積和質量的大小產生不同的引力。
  • 太陽系和銀河系歸屬的「國家」——本超星系團
    這節,我們再來談談人類所在的「地月系——太陽系——銀河系——本星系群——室女座超星系團」的更高一級天體系統的歸屬——「本超星系團」及其歸屬的更大一級「超星系團」吧。    本超星系團,英文名稱Local Supercluster,是我們人類所在的銀河系所在的本星系群所在的室女座超星系團所在的超星集團。(^…^幾個所在的呀?
  • 銀河系位於星系團的位置是?宇宙有多大?顛覆你的認知
    銀河系圍繞本超星系團中心做公轉運動,理論上,銀河系繞其中心一圈大約需要1000億光年,至今也沒能走一圈。室女超星系團(1.1億光年)本星系群屬於本超星系團。除了本星系群之外,本超星系團還包括其他100多個星系團和星系群,因其中心部位為室女座星系團,故本超星系團亦稱室女座超星系團
  • 宇宙已知最大結構,由10萬星系組成,室女座超星系團也只是其一角
    銀河系中,有著數千億顆恆星,這些恆星看似毫無關聯,但是通過科學家們觀測發現的結果來看,這些恆星組成了幾條懸臂,在圍繞著銀河系中心的黑洞運行。這些恆星在黑洞引力和互相之間的影響下,並不是均勻的分布在每一個角落,銀河系中那些條狀的懸臂之間有一些稀疏的地帶,太陽系就處在懸臂的邊緣區域,因此我們所看到的夜空才會這麼黑。銀河系有這樣在引力作用之下形成的許多結構,那麼銀河系又是不是想這樣的宇宙結構中的一個呢?
  • 太陽系、銀河系、本星系群、室內座超星系團、無盡的天堂超星系團
    在宇宙的深處,遠離我們的銀河系,有著一股巨大的引力,吸引著銀河系以220萬公裡/小時的速度在宇宙中狂奔。室女座超星系團。超星系團。「拉尼亞凱亞超星系團」。這個詞來自於夏威夷語,意為「無盡的天堂。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1*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。
  • 太陽系位於銀河系,銀河系位於超星系團,那麼再一級是什麼?
    我們所處的室女座超新星團,之上是更大的拉尼亞凱亞超星系團,該超星系團包含10萬多個星系,跨度有5.2億光年。目前人類所處的可觀測宇宙中,最大的宇宙結構是「宇宙網」,看起來就如一張大網,其中每一條細線和亮斑,都包含了數以萬記的星系,就如星際間的高速路。我們太陽位於拉尼亞凱亞超星系團之中,該超星系團跨度5.2億光年,包含了大約500個已知的星系團和星系群。
  • 室女座超星系團是目前已知的星系集團中最大的
    4.3光年,而武仙座星團離我們達到了2.5萬光年,仙女座星系是遠到250萬光年,所以我們現在看到的仙女座星系其實是在250萬年前發出來的光。「三星系統」,其中最近的一顆叫做「人馬座Proxima」,如果把銀河系的太陽比方成一個網球的話,那麼地球的大小就相當於一粒沙子,而這粒沙子如果在1米的距離上在繞著這個網球在運轉,那麼最近的半人馬座它就遠在270千米之外。
  • 太陽系在銀河系中,銀河系位於超星系團,那比超星系團更大的是?
    準確的說就是要了解我們處在宇宙的哪個位置,否則這個問題無窮無盡,不過希望不要討論宇宙位於哪裡!天文學家也許可以勾勒出我們處在宇宙的某處,但很明顯沒有一個科學家能告訴大家宇宙在哪裡!這是一張從太陽繫到整個可觀測宇宙逐級關聯圖,各位應該很清楚的看到我們太陽系所在銀河系以及更高的本星系群與超星系團在宇宙中的位置!宇宙在大的尺度上表現是比較均勻的,那麼宇宙在小一些的尺度上是如何表現的呢?
  • 地球繞太陽轉,太陽繞銀河系中心轉,銀河系繞著什麼轉?
    太陽離銀河系中心約為2.6萬光年,繞行速度為每秒230公裡,每2.3億年繞行銀心一圈,這意味著太陽誕生至今轉了大約20圈。每次繞太陽公轉一圈之後,地球並沒有回到原來的銀河系空間,太陽已經帶著地球在銀河系中前進了一段距離。另外,地球繞太陽公轉的軌道平面(黃道面)與銀河系的銀道面不是共面的,兩者之間的夾角約為60°。
  • 拉尼亞凱亞超星系團:我們銀河系的家園
    地球是我們的家園,太陽系是地球的家園,銀河系是太陽系的家園。而太陽系也僅僅是銀河系中一個小小的星系而已,因為銀河系的直徑達到12萬光年,而太陽系的直徑只有微不足道的4光年。銀河系在宇宙中並不是孤立的,銀河系與其他星系組成了本星系群。 本星系群是指銀河系和相鄰仙女星系、麥哲倫星雲等50個星系組成的一個規模較小的集團,包括銀河系在內的一群星系。
  • 本星系群又與其他星系群組成了本星系團,本星系團之後是什麼呢?
    銀河系及其衛星星系和仙女座星系及其衛星星系,總共五十幾個星系,在引力的作用下,組成了本星系群,銀河系及其他所有本星系群的星系都是繞著本星系群的共同質心運動。那麼,該共同質心在哪裡呢?由於銀河系和仙女座星系是本星系群中最大的兩個星系,這兩個星系的質量佔比很高,使得本星系群的共同質心處在這兩個星系之間的某個空間中,銀河系及其他本星系群的星系都是繞行該點。由於本星系群又與其他星系群組成了本星系團,所以整個本星系群又會繞行本星系團的共同質心。在本星系團之上,還有更大的宇宙結構,以此類推下去。