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對朝向或遠(yuǎn)離我們而去的數(shù)千個星系進行的測量表明，銀河系位于一個巨型超星系團的邊緣。 天文學(xué)家測繪了銀河系所在的宇宙流域，而銀河只是其中的滄海一粟。研究小組將這一龐大的結(jié)構(gòu)稱為拉尼亞克亞（Laniakea）超星系團，它延伸了超過5億光年，含有10萬個大型星系。 這一工作發(fā)表在9月4日的《自然》雜志上，這是第一次在如此大的尺度上追蹤我們所在的近域超星系團。它還提供了定義超星系團的一種物理方法。 研究者曾經(jīng)花費了數(shù)十年來弄清我們近域宇宙中的引力結(jié)構(gòu)。天文學(xué)家基于杰拉德·德·沃庫勒爾（Gerard de Vaucouleurs）在20世紀(jì)50年代的工作，認(rèn)為我們的銀河系位于所謂的本超星系團邊緣，這一結(jié)構(gòu)寬約1億光年，以室女星系團為中心。 但是天文學(xué)家經(jīng)由斯隆數(shù)字巡天等工作，還在宇宙中看到了大得多的結(jié)構(gòu)，其尺度為數(shù)百萬光年。這樣的星系圖通常是以根據(jù)星系的宇宙學(xué)紅移計算出的星系三維位置為基礎(chǔ)的，宇宙學(xué)紅移也就是隨著宇宙本身的膨脹，星系的視運動導(dǎo)致的光譜譜線發(fā)生的位移。
拉尼亞克亞超星系團在超星系赤道面上的一個截面。（超星系赤道面是宇宙學(xué)坐標(biāo)系統(tǒng)中的一個參考平面，它穿過太陽、銀心以及室女星系團的中心，幾乎與銀河系的銀道面垂直。）銀河系是圓圈標(biāo)出的區(qū)域中右側(cè)邊緣的小藍(lán)點（位于顏色偏紅的區(qū)域也就是室女星系團之下）（圖片提供：SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France） 來自夏威夷大學(xué)檀香山分校的布倫特·塔利（Brent Tully）及其同事使用了另一種方法。他們用到的是星系的本動速度，也就是星系在近域引力結(jié)構(gòu)作用下的運動。在這樣的結(jié)構(gòu)中，星系彼此靠近或遠(yuǎn)離。銀河系以及其他諸多星系看上去正在朝所謂的巨引源運動，這里位于半人馬、矩尺以及長蛇星系團附近，是一片致密的區(qū)域，位于大約1.6億光年之外。 本動速度在每秒數(shù)百千米的量級上，而宇宙膨脹的速度在大約1.3億光年之外增加到了每秒1萬千米。（由于宇宙膨脹的本質(zhì)，距離越遠(yuǎn)，星系的退行速度也越大。）塔利說，每個星系的本動速度測量存在大約10-20%的偏差。因此只有對于近距星系來說，每個系統(tǒng)才能有可以與膨脹速度相比的本動速度，讓天文學(xué)家將其可靠地確定下來。在更遠(yuǎn)的地方，數(shù)據(jù)更為稀缺。 但是小組找到了一種方法，可以通過名為維納（Wiener）濾鏡的分析手段來回避這一問題。這一算法讓小組實際上向后邁了一大步，可以觀看全局情況，揭示出星系運動形成的大尺度星系流形態(tài)。在大尺度圖景下，單個星系的不確定性就不會存在如此大的影響了。 去年，小組使用該技術(shù)測繪了近域宇宙中的纖維結(jié)構(gòu)、星系團與巨洞，構(gòu)建出了引力洪流中流線結(jié)構(gòu)的迷人模擬視頻。現(xiàn)在他們又使用自己含有超過8100個星系的Cosmicflows-2星表進一步詳觀。新的星標(biāo)揭示出了并合又分離的星系流，說明了銀河系居處其外沿的龐大結(jié)構(gòu)。在新勘定的引力流域中，巨引源是中心的低谷區(qū)。 小組將這一巨型超星系團稱為拉尼亞克亞，這是夏威夷語中天空（lani）與遼闊無際（akea）兩個詞的組合。 這一分析還揭示了其他的結(jié)構(gòu)，包括名為英仙—雙魚的另一個超星系團以及一個名為沙普利（Shapley）的遙遠(yuǎn)物質(zhì)集中區(qū)，后者位于大約6.5億光年以外，拉尼亞克亞正朝向它運行。 來自愛沙尼亞塔爾圖（Tartu）天文臺的宇宙學(xué)家埃爾莫·坦佩爾（Elmo Tempel）稱，由于這一分析的特性，他確信拉尼亞克亞這個結(jié)構(gòu)是存在的。但他提醒說：“不過拉尼亞克亞的確切邊界并沒有得到很好的確定，如果我們進行了更多的測量，它可能會發(fā)生變化。” 由于在大約3億光年外，嚴(yán)格的距離測量（本動速度計算取決于此）要罕有得多，很難弄清那里發(fā)生了什么情況。塔利說，考慮拉尼亞克亞正朝向沙普利運行，我們的超星系團可能只是大象的鼻子而已。現(xiàn)在他和同事可以說的是，他們將“近域的引力流域”隔離了出來。如果要弄清它是否是某些更大結(jié)構(gòu)的附屬物，就需要比當(dāng)前星表還遠(yuǎn)上2倍的精確距離測量。 《自然》雜志還提供了該發(fā)現(xiàn)的相關(guān)深度視頻，我推薦觀看。 參考文獻： （全文完） |
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