最遥远天体·星系团·宇宙 (星空播报139)
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科学家发现已知最遥远星系团:距地球105亿光年
http://www.sina.com.cn2012年03月23日08:43新浪科技
红点代表遥远星系,距地球105亿光年
在不借助红外过滤器情况下观测到的星系团所在区域
新浪科技讯北京时间3月23日消息,美国德克萨斯州农工大学的研究人员及其国际合作者表示,借助于智利6.5米口径的麦哲伦望远镜安装的新红外照相机FourStar,他们发现了已知最遥远的星系团,距离地球105亿光年。值得一提的是,哈勃太空望远镜也对这个星系团所在区域进行观测,但经过一个月的观测,“哈勃”未能发现这个由30个星系构成的星系团。
FourStar装有5个红外过滤器,拥有空前的波长分辨率和低光敏感性。星系团被称之为宇宙的“城市中心”,规模较大的拥有数千个星系,对其进行观测和研究有助于揭开有关星系演化和宇宙早期环境的谜团。
此项研究名为“FourStar星系演化观测”(Z-FOURGE)。研究领导人吉姆-维亚•特兰博士表示,他们发现的星系团是一个规模更大的“城市”的种子。研究论文主执笔人、澳大利亚斯威本科技大学天体物理学家李-斯皮勒说:“我们观测到的这个星系团诞生时,宇宙只有30亿岁。也就是说,这个星系团还很年轻,能够演化成密集度极高的结构,拥有更多星系。”
新发现的星系团位于一个被科学家进行广泛研究的太空区域中央。斯皮勒指出,这一区域位于狮子座附近,地面和太空中的主要观测设备对其进行了数千小时研究。以哈勃望远镜为例,这架望远镜对其进行了长达一个月的观测。
经过最初6个月的观测,科学家计算出这一区域的大小。从地球上观察,它的大小只有月球的大约五分之一。这一区域虽然很小,但也拥有1000个星系,与地球之间的距离超过105亿年。此项国际研究的澳大利亚小组负责人卡尔-格拉泽布鲁克表示:“借助于新过滤器,我们能够对夜空进行‘CT扫描’,快速绘制出早期宇宙的3D图像。”
德州农工大学的卡塞-帕伯维奇博士指出:“大型‘城市’形成时的宇宙被暗物质统治,我们进行的研究朝着准确测量这些‘大城市’形成速度的道路迈出了第一步。对它们聚集在一起的速度进行研究将考验我们有关宇宙结构如何形成的认知。宇宙‘大城市’形成时间跨度越大,我们进行准确测量的机会也越大。观测设备是成功的关键,随着设备的不断升级,我们将不断拓宽观测的疆界。”(秋凌)
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天文学家发现第二遥远星系团 距地96亿光年
http://www.sina.com.cn2010年05月11日14:08新华网
新华网东京5月11日电(记者蓝建中)包括日本东京大学天文学家在内的一个国际研究小组10日宣布,他们发现了一个距离地球96亿光年的星系团,这是迄今发现的距离地球第二遥远的星系团。
天文学家首先利用日本“昴星团”望远镜观测,发现在鲸鱼座星系方向有一个遥远的疑似星系团,然后根据观测同一区域的欧洲XMM牛顿天文望远镜的数据,确认其为星系团。在利用“昴星团”望远镜近红外线装置观测星系团的每个星系后,天文学家发现它距离地球96亿光年。
去年10月,另一个国际研究小组曾发现一个距离地球102亿光年的星系团,名叫JKCS041,它是迄今发现的距离地球最为遥远的星系团。本次发现的星系团与地球的距离仅次于JKCS041。
参与本次观测的东京大学特聘研究员田中贤幸指出,新观测到的星系团的光是96亿年前放出的,现在星系团中许多星系的生长可能已经停止。他说,为了调查137亿年前宇宙诞生后,星系的生长何时停止又怎样停止,他们准备探索更加遥远的星系团。
星系团
目前已经发现的上万个星系团中,也包括星系群。星系群和星系团的划分没有明确的定量界限,通常把成员星系不足100个的叫星系群,有成百上千甚至更多成员星系的称为星系团。
如果把本星系群比作有64个岛屿的澎湖列岛的话,那么后发座星系团就是拥有13700多个岛屿的最大岛国印度尼西亚了。距离我们3·5亿光年的后发座星系团有1万多个星系,其中心区域就有1000多个亮星系,如果把更暗弱的星系估算在内,成员星系可能有数万个之多。
离我们最近的室女座星系团距离我们6000万光年,它拥有2500多个成员星系,其中心是大名鼎鼎的比银河系大得多的巨椭圆星系M87。M87是全天最强大的射电源之一,仅仅从星系核心喷射出的一股高速喷流,就长达5万光年,这就相当于银河系的半径之长。蔚为壮观。
星系团分为规则星系团和不规则星系团两类。
规则星系团大致呈球对称外形,有点像恒星世界中的球状星团,所以又可以叫球状星系团。它们有一个星系高度密集的的中心区,成员星系多,几乎或者全部都是椭圆星系和介于E7与Sa之间的透镜星系。如上述的后发座星系团和室女座星系团。
不规则星系团结构松散,没有一定的形状,也没有明显的中央星系集中区,因此也称作疏散星系团。成员星系少,类型多样而且多为暗矮星系。如我们银河系所在的本星系群。本星系群中只有仙女星系、银河系和三角座星系三个算大星系。也有一些大的不规则星系团,成员星系有2000多个,但有几个凝聚中心,在团内形成一种次一级的成群结构,整个团就是这些“较小群”的松散集合体。
星系成团现象是普遍规律。非星系团的星系称作场星系,也可能它周围的“小”星系太暗弱了,我们一时还未发现。它们是孤家寡人呢?还是也有自己的家族呢?
有时又称成员星系数量多的星系团为富星系团,当然少的就算贫的了。但贫富的划分标准也是相对的。尽管不同星系团内成员星系的数目相差悬殊,但星系团的线直径最多相差一个数量级,平均直径约为5百万秒差距。
比星系团更高一级的天体系统是超星系团。下次再说吧。
(2008-12-12 21:20:08)
超星系团宇宙长城
超星系团又叫做二级星系团,是由若干个星系团集聚一起构成的更高一级的天体系统。通常一个超星系团只有2~3个星系团,也有范围更大的超星系团。
我们银河系所在的本星系群和室女座星系团,以及其他一些场星系、双重星系、多重星系等,组成本超星系团。这是法国天文学家沃库勒1953年经过分析“亮”星系分布而提出的,已被人们公认。
本超星系团大体呈扁长形状,长径1·8亿~2亿光年,总质量约10(15次方)太阳质量。其中心位于室女座星系团方向,即天球银经283°,银纬+75°。本星系群靠近边界,据测定,围绕本超星系团中心的公转周期为1000亿年。现在已证实包括室女座星系团、后发座星系团、大熊座星系团、本星系群等约100个左右团、群。因室女座星系团最大,且位于中心位置,故也称为室女座超星系团。
近几十年来,天文学家陆续发现并证实的超星系团还有武仙座超星系团、英仙座超星系团、北冕座超星系团、后发座——A1367超星系团等等。
在超星系团中,各成员星系团之间的引力相互作用,比星系团中各成员星系的引力作用要弱得多。因此,超星系团可能是不稳定结构。
超星系团可以进一步成团,形成三级星系团以至更高级的天体系统。
美国哈佛——史密森天体物理中心的科学家们于1989年在北半球发现了直径数亿光年的巨洞。洞壁是一道由众多星系和星系团“构筑”的被称为“长城”的链状结构,长约7.6亿光年,宽2 亿光年,而厚度为1500万光年,跨越双鱼、英仙、天猫、大熊4个星座天区,包括了至少10万亿个星系。
2003年10月20日,美国普林斯顿大学天文学家又发现长达13.7亿光年的一段“长城”。
进一步研究表明,“宇宙长城”还有13段,相邻两段的间距几乎都是4·2亿光年。而整个宇宙长城竟然有70亿光年!
(2008-12-1422:35:47)
已知宇宙有多大
已知宇宙是个什么样子 ?它究竟有多大?困扰了人们几千年。
远古时期,先民们的认识很幼稚。我国古代有盖天说、渾天说和宣夜说。盖天说认为天地如同心球穹状(半球状),天和地相距8万里。渾天说认为:“渾天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。”指出了宇宙如球状;“宇之表无极,宙之端无穷。”即空间上无边无际,时间上无始无终。宣夜说的天,是无边无涯茫茫之气,日月星辰是发光的气,在天的“气”中漂浮游荡。《淮南子·原道训》注:“四方上下曰宇,古往来今曰宙,以喻天地。”可解释为天地万物的总称,包括空间与时间。那个时代,当然无法理解宇宙的大小。
在物质结构空间尺度上,我们已知物质世界至少跨越了42个数量级:从夸克、轻子、中间玻色子10(负16次方)米,到总星系半径(即哈勃半径)10(26次方)米。为研究之便,通常把物质分为微观、宏观、宇观等领域。探索宇观世界是当代自然科学的前沿之一。
现代科技发展很快,科学家发现了100多亿光年之外的天体。
这里假设已知宇宙是一个以100亿光年为半径的球状空间。这个球有多大呢,咱们做个模型。
地球直径12,700多千米,假定是一粒直径3毫米的绿豆。最近的伴侣月球,距我们384,400千米;为我们提供热量能源使万物得以生长的太阳,距地球149,600,000千米。在模型上它们成了小米和篮球,分别在距离绿豆9厘米和5米处。不久前被开除出九大行星的冥王星,在1400多米开外。实际上,太阳光跑5个多小时才到它那里。
最近的恒星叫比邻星,距离我们4.22光年。在模型上,中国版图上没有它的位置了,它离绿豆9,400千米。从北京往西,不知到欧洲什么地方了。我们都熟悉的织女星和北极星都不是远邻居,它们离绿豆分别6万千米和100多万千米。在模型上,实际都在地球之外了。
太阳系就在银河系中,(顺便说一下,有些谈科普的文章说“飞向银河系”之类,错了,其实蛙就在井里。)我们无法凭直觉把它看清。银河系直径10万光年,在我们的模型上,直径约220,000,000千米,比地球到太阳的距离还长,大约相当于太阳到火星的距离。
银河系是星系层次的天体结构,已经发现了1,000多亿个星系(也有说有4,000多亿个星系)。100亿光年的类星体距小米20多万亿千米,即20,000,000,000,000多千米,或者说2光年之外。以太阳系当做模型也容不下了,它恰好位于太阳与比邻星距离的中点上。
地球年龄46亿年,我们今天看到它们的光芒,是100多亿年前发出的。光在太空中以每年9.46万亿千米速度疾驰,度过漫长的五、六十亿年,地球诞生了。光继续前进,又过去了46亿年。这期间,地球上渐渐孕育了生命,生命发展、成长、旺盛,出现了人类,出现了文明。而这光终于到了地球,被科学家们见到。
假如,就在此刻它突然熄灭了,而我们得知这一信息时,地球和太阳可能已经不存在了。
在这个模型上,我们假设的这个球状空间和地球的直径比:
4,250,000,000,000:1
这个球状空间和地球的体积比:
770,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000:1
必须说明几点:
1、宇宙的形状可能是马鞍形的、平坦形的或者别的什么形状的等等。
2、可能有多个宇宙,可能有平行宇宙、子宇宙、孙宇宙等等。
3、已观测到的最远天体不止100 亿光年。有人说,也有可能超过1,560亿光年。
4、不要误解星空在宣扬“地球中心论”。我只是说明宇宙之大,我的模型不是宇宙模型理论。有兴趣的朋友不妨查看稳恒态宇宙模型、暴涨宇宙模型、大爆炸学说、超弦理论等等。
5、没有人生渺小、悲观厌世之意,千万别误解。我们还应当珍视生命,把握今生。
(2010-09-05 23:17:25)
为《已知宇宙有多大》补充第六点说明 (2010-09-06 )
根据大爆炸理论,宇宙在加速膨胀,在星系尺度上的任意两天体之间的距离不断增大。除了天体的运动,还有空间自身扩张。如类星体PHL957距离我们119亿光年,而我们能够看到的是它111亿年前的样子。也就是说,它发出的光只走了111亿年。
8亿年的差额不是因为它的空间运动,而是由于空间膨胀造成的。
宇宙大爆炸理论如何解释宇宙演化漫话宇宙 总星系——人类观测所及的“我们的宇宙” 为《已知宇宙有多大》补充第六点说明 已知宇宙有多大 全天星图与恒星
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