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銀河系只是萬分之一,它的上級拉尼亞凱亞超星系團,到底有多大?

太陽系,這個我們熟悉而又神秘的家園,是我們所居住的地球所屬的星系。當我們抬頭仰望星空時,我們看到的夜空中最耀眼的光點,就是太陽系中的恒星——太陽。然而,太陽系遠不止太陽一個星體,它是一個龐大而復雜的天體系統(tǒng),由太陽、行星、衛(wèi)星、小行星、彗星和宇宙塵埃等組成。

太陽系的核心就是太陽,它是一個巨大的恒星,質(zhì)量約占太陽系總質(zhì)量的99.86%。相比之下,地球僅占太陽系總質(zhì)量的0.0003%,連個零頭都比不上。太陽的直徑約為139萬公里,是地球直徑的約109倍,而它所散發(fā)的能量則支撐著太陽系中所有行星和其他天體的生命活動。

太陽系有多大?目前科學界并沒有一個具體的邊界,在不同的定義和邊界條件下,太陽系的尺寸可以有所不同。如果我們將海王星軌道作為太陽系的邊界,那么太陽系的直徑約為60個天文單位,大約相當于90億千米。日球?qū)邮翘柕耐獯髿鈱,它的邊界被稱為太陽圈,如果以日球?qū)訛檫吔,則太陽系的直徑約為100個天文單位。如果我們將奧爾特云視為太陽系的邊界,那么太陽系的直徑會更大,估計約為20萬個天文單位,換算下來大約是3.16光年。

目前美國航天局發(fā)射的旅行者一號已經(jīng)飛離地球233億公里,乍看之下好像很遠,然而換算下來僅飛了155.75個天文單位,也就是大約0.0025光年,它要想真正飛離太陽系至少還需要4萬年左右的時間。太陽系的龐大已經(jīng)令人咋舌,而在太陽系之上還有更加龐大的銀河系。

太陽系的上級

銀河系,這個浩瀚而神秘的宇宙家園,是我們所居住的宇宙中最為壯麗的星系之一。從地球上仰望星空,我們只能看到微弱的亮點,但當我們深入探索銀河系的奧秘時,才能真正領略到它的壯麗與復雜。

銀河系是一個巨大的旋渦狀星系,含有約1000億到4000億顆恒星。它的直徑約為10萬光年,而厚度約為12000光年左右。它是一個扁平的旋轉(zhuǎn)盤狀結(jié)構(gòu),中心凸起,邊緣相對較薄,其形狀類似于一只旋渦,恒星和星際物質(zhì)沿著旋臂旋轉(zhuǎn),仿佛一幅宇宙的絢麗畫卷。

太陽系處于銀河系的一個旋臂中,被稱為獵戶座旋臂,靠近內(nèi)側(cè)邊緣。該旋臂位于銀河系中心的一定距離處,并以逆時針方向繞銀心旋轉(zhuǎn)。這使得太陽系處于銀河系的較外圍區(qū)域,但并不是最外層的邊緣位置。整個太陽系距離銀河系中心約2.6萬光年。太陽系的運動方向基本上朝向織女星,靠近武仙座的方向,偏離銀河中心大約86度。

龐大的銀河系

今年4月,我國天文學家精確測量了距離銀河系中心1.6萬光年至8.1萬光年范圍內(nèi)的恒星運動速度,并以此估算出銀河系的質(zhì)量約為8050億個太陽質(zhì)量。與太陽系類似,銀河系中心也有一個質(zhì)量極大的天體:銀河系中心超大質(zhì)量黑洞——人馬座A*(Sagittarius A*)。

它的質(zhì)量相當于大約450萬個太陽質(zhì)量的總和,現(xiàn)今利用無線電頻譜拍攝人馬座A*的成像,最高解像度的波長1.3毫米,顯示其大小約為37微角分。按照地球與銀河系的平均距離2.6萬光年計算,可以推算出人馬座A*的直徑約為4400萬公里。4400萬公里是什么概念?水星的近日點為4600萬公里,而地球距離太陽則為1億5千萬公里,可見4400萬公里在天文學中實在不算一個很大的范圍。400萬倍太陽質(zhì)量倍限制在這么小的球體內(nèi),其密度將遠超一般的天體,相對的引力也將非常強大。

現(xiàn)代天文學家認為,人馬座A*引力之強大足以束縛住銀河系中心的星體,并影響著整個星系的運動。這個超大質(zhì)量黑洞的存在,讓銀河系中心成為一個充滿活力和獨特物理現(xiàn)象的地方。

銀河系已經(jīng)足夠龐大,然而與宇宙相比它又顯得微不足道了。大爆炸理論認為,在約138億年前,宇宙處于一個極度高溫高密度的狀態(tài),然后經(jīng)歷了一次巨大的膨脹和演化,形成了我們現(xiàn)在所知的宇宙。而我們的銀河系形成于大約100億年前左右,相對來說比較年輕,整個宇宙像銀河系這樣的星系少說也有數(shù)十億個。

銀河系的上級是誰?

無數(shù)像太陽系這樣的恒星系統(tǒng)組成了銀河系,那么銀河系的上級又是誰?銀河系是宇宙中最大的天體結(jié)構(gòu)嗎?可以肯定的是,銀河系是微不足道的,在銀河系之上還有本星系群,從名字上就很容易看出:本星系群是銀河系與其他大約50個星系組成的星系群。

它的直徑約為1000萬光年,質(zhì)量約為6.5×10^13太陽質(zhì)量,其中大部分質(zhì)量集中在銀河系和仙女星系。相對于整個星系群的質(zhì)量,群內(nèi)的氣體質(zhì)量較少,約占總質(zhì)量的2%。本星系群也是更大尺度上的室女座超星系團的一部分。

超星系團是一個天文學上的術(shù)語,用來描述由多個星系團組成的更大尺度的結(jié)構(gòu)。星系團是由一群星系以及它們之間的大量氣體和暗物質(zhì)組成的集合體。而超星系團則是由多個星系團以及它們之間的相互作用和引力相互作用形成的更大規(guī)模的結(jié)構(gòu)。

室女座超星系團是地球附近最大的超星系團之一,它的直徑約為11000萬光年,包含了多個星系群,其中最著名的是室女座星系團,它是室女座超星系團的中心部分。室女座星系團包含了數(shù)千個星系,其中大部分是橢圓星系。

按照常理來講,本星系群包括銀河系都應該朝室女座超星系團中心聚攏。然而研究發(fā)現(xiàn):本星系團目前正在旋轉(zhuǎn)過程中遠離室女座超星系團,其移動的方向指向了室女座超星系團的上級:拉尼亞凱亞超星系團。

拉尼亞凱亞超星系團有多可怕?

拉尼亞凱亞超星系團確實是一個巨大的星系結(jié)構(gòu),包含著大約10萬個星系,其范圍達到了約1.59億秒差距(約5.2億光年)。拉尼亞凱亞超星系團的質(zhì)量相當于太陽的1×10^17倍,或者是銀河系質(zhì)量的10萬倍。這種巨大的質(zhì)量使得拉尼亞凱亞超星系團成為宇宙中引力的重要中心之一。

宇宙中的大部分星系都顯示出紅移,這是由于宇宙膨脹導致的。紅移的程度可以反映星系相對于地球的運動速度。然而,當科學家對一些星系進行觀測時,發(fā)現(xiàn)它們的紅移比預期的要大,這意味著它們相對于宇宙膨脹的速度存在著額外的速度。

通過進一步的研究,科學家確定了這些星系的運動方向,并發(fā)現(xiàn)它們都朝向拉尼亞凱亞超星系團的巨引源移動。巨引源是超星系團的重力中心,大部紅移變化顯示其他星系以約每秒600千米到每秒700千米的速度朝它移動,地球的速度則約為每秒627千米。

根據(jù)NASA的預測,如果這種移動一直持續(xù)下去,那么銀河系就將與仙女座系越來越近。在大約37.5億年以后完全相撞。這種碰撞將是改天換地的大碰撞,星系中將會形成新的星云和恒星,地球和太陽可能都將不復存在,拉尼亞凱亞超星系團也因此被認為是地球最可怕的上級。

結(jié)語

拉尼亞凱亞超星系團其實也并非宇宙中最大的結(jié)構(gòu),在它之上還有更為宏偉巨大的“宇宙長城”,拉尼亞凱亞超星系團也不過是長城上的一個小點罷了。

在長城之上是否還有其他大尺度結(jié)構(gòu)?科學家們?nèi)栽谶M行深入的研究和探索,也許未來我們會發(fā)現(xiàn)所謂宇宙中已知最大結(jié)構(gòu)“長城”也不過是上一級結(jié)構(gòu)的一個小點。

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