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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(tuán),到底有多大?

太陽系,這個(gè)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(dāng)我們抬頭仰望星空時(shí),我們看到的夜空中最耀眼的光點(diǎn),就是太陽系中的恒星——太陽。然而,太陽系遠(yuǎn)不止太陽一個(gè)星體,它是一個(gè)龐大而復(fù)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(gè)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(gè)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(dòng)。

太陽系有多大?目前科學(xué)界并沒有一個(gè)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(gè)天文單位,大約相當(dāng)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(gè)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(jì)約為20萬個(gè)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(yuǎn),然而換算下來僅飛了155.75個(gè)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(shí)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(gè)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(diǎn),但當(dāng)我們深入探索銀河系的奧秘時(shí),才能真正領(lǐng)略到它的壯麗與復(fù)雜。

銀河系是一個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(gè)太陽系距離銀河系中心約2.6萬光年。太陽系的運(yùn)動(dòng)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(xué)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(yùn)動(dòng)速度,并以此估算出銀河系的質(zhì)量約為8050億個(gè)太陽質(zhì)量。與太陽系類似,銀河系中心也有一個(gè)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(dāng)于大約450萬個(gè)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(jì)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(diǎn)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(xué)中實(shí)在不算一個(gè)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(yuǎn)超一般的天體,相對的引力也將非常強(qiáng)大。

現(xiàn)代天文學(xué)家認(rèn)為,人馬座A*引力之強(qiáng)大足以束縛住銀河系中心的星體,并影響著整個(gè)星系的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的存在,讓銀河系中心成為一個(gè)充滿活力和獨(dú)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(rèn)為,在約138億年前,宇宙處于一個(gè)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(gè)宇宙像銀河系這樣的星系少說也有數(shù)十億個(gè)。

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(gè)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(gè)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(tuán)的一部分。

超星系團(tuán)是一個(gè)天文學(xué)上的術(shù)語,用來描述由多個(gè)星系團(tuán)組成的更大尺度的結(jié)構(gòu)。星系團(tuán)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(tuán)則是由多個(gè)星系團(tuán)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(tuán)是地球附近最大的超星系團(tuán)之一,它的直徑約為11000萬光年,包含了多個(gè)星系群,其中最著名的是室女座星系團(tuán),它是室女座超星系團(tuán)的中心部分。室女座星系團(tuán)包含了數(shù)千個(gè)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(yīng)該朝室女座超星系團(tuán)中心聚攏。然而研究發(fā)現(xiàn):本星系團(tuán)目前正在旋轉(zhuǎn)過程中遠(yuǎn)離室女座超星系團(tuán),其移動(dòng)的方向指向了室女座超星系團(tuán)的上級:拉尼亞凱亞超星系團(tuán)。

拉尼亞凱亞超星系團(tuán)有多可怕?

拉尼亞凱亞超星系團(tuán)確實(shí)是一個(gè)巨大的星系結(jié)構(gòu),包含著大約10萬個(gè)星系,其范圍達(dá)到了約1.59億秒差距(約5.2億光年)。拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的質(zhì)量相當(dāng)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(tuán)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(dǎo)致的。紅移的程度可以反映星系相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度。然而,當(dāng)科學(xué)家對一些星系進(jìn)行觀測時(shí),發(fā)現(xiàn)它們的紅移比預(yù)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(jìn)一步的研究,科學(xué)家確定了這些星系的運(yùn)動(dòng)方向,并發(fā)現(xiàn)它們都朝向拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的巨引源移動(dòng)。巨引源是超星系團(tuán)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(dòng),地球的速度則約為每秒627千米。

根據(jù)NASA的預(yù)測,如果這種移動(dòng)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(fù)存在,拉尼亞凱亞超星系團(tuán)也因此被認(rèn)為是地球最可怕的上級。

結(jié)語

拉尼亞凱亞超星系團(tuán)其實(shí)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(tuán)也不過是長城上的一個(gè)小點(diǎn)罷了。

在長城之上是否還有其他大尺度結(jié)構(gòu)?科學(xué)家們?nèi)栽谶M(jìn)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(gè)小點(diǎn)。

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