超星系团
若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统,又叫做二级星系团。本星系群就同附近的50个左右星系群和星系团构成本超星系团。星系团聚合成超星系团的现象称为星系的超级成团或二级成团。超星系团的质量范围为1015~1017太阳质量;一般在一个超星系团内只含有2~3个星系团,拥有几十个成员星系团的超星系团是不多的。超星系团通常具有扁长的外形,长径范围为60~100百万秒差距,长短径之比平均约为4:1;这种扁形结构能够说明超星系团通常有自转。超星系团内的成员星系团的速度弥散度大约为每秒l,000~3,000公里,不过各成员星系团之间的引力相互作用要比星系团内各成员星系之间的引力作用弱得多,所以有人认为超星系团可能是不稳定的系统。
超星系团的存在,表明宇宙空间的物质分布起码在100百万秒差距的尺度上是不均匀的。至于是否所有的星系团都是不同大小的超星系团的成员,因为观测资料的极其不足和分析方法上的困难,这个问题还远没有取得一致意见。此外,还有人认为超星系团可以进一步成团,形成三级星系团或者更高级的星系集团。
20世纪80年代后,天文学家发现宇宙空间中有直径达100百万秒差距的星系很少的区域,叫做巨洞。超星系团同巨洞交织在一起,构成了宇宙大尺度结构的基本图像。本星系群所在的超星系团称为本超星系团。较近的超星系团包括武仙超星系团、北冕超星系团、巨蛇-室女超星系团等。
1937年,霍姆伯格在分析了双重星系和多重星系的分布后认为,存在着一个“总星系云”,并且其尺度范围100百万秒差距。这足本超星系团最初的概念。
20世纪50年代中,沃库勒重新提出关于本超星系团的概念,同时为后来的研究证实。沃库勒认为,本超星系团的长经为30~75百万秒差距,它是大量星系云和星系团的集合体,包括本星系群,室女座星系团,大熊星系团还有50个左右较小的群和团。它们共同构成了一个巨大的扁平状天体系统。其中亮于13。5等的明亮星系集中在一个大圆上,这个大圆称为超星系赤道,这个大圆的极坐标在国际天文学联合会银道坐标系中是银经47°37,银纬6°32。本超星系团的中心在室女星系团附近银经283°银纬+75°。对沿超星系赤道的星系视向速度的分析表明,本超星系团可能正在自转和膨胀,现在银河系绕团中心的公转周期约为1000亿年。
不久前,美国天文学家发现了一个特别大的“超星系团”,这又引起了人们的注意。
我们知道,太阳系之外还有一二千亿颗恒星,共同组成了“银河系”;银河系之外还有千千万万个河外“星系”。这些星系通常两个一组,三五个一群地分布在宇宙空间,天文学家把它们叫做“星系群”。甚至还有比星系群更大的集团——十几个乃至上千个星系聚在一起,叫做“星系群”。要是若干星系团再组成一个体系,就称它为“超星系团”。一般的超星系团只有二三个星系团,很少有超过几卜个星系团的;空间范围大约几千万至几万万光年。
美国宇航局派遣了一架U-2飞机,在地球北半球高空测定宇宙微波背景辐射的过程中,发现了个特大的超星系团,一直延伸到20万万光年的空间。与我们今天可观测的100亿光年的空间深度相比,这个超星系团占据了非常大一个部分。一位天文学家感叹道:宇宙在这样巨大的范围中还存在_一定的结构,真是令人拍案叫绝呵!
宇宙物质的分布,从(群)到超星系团,仿佛构成一个又一个“阶梯”。有人猜想,在超星系团之上可能还可以有“超”超星系团、“超超”超星系团……不过迄今为止,天文学家因限于观测手段的局限,尚无法对此进行验证。
测定宇宙微波背景辐射,可以用来检验宇宙学的“原始火球”理论。这个理论提出,宇宙是一二百亿年前由一个超密、超压的“原始火球”在一次大爆炸中形成的。而特大超星团的发现,说明这次大爆炸并不是如大部分宇宙学家设想的那样,按均匀、各向同性的方式进行的,而是按照不均匀、非各向同性的方式进行的。
包括银河系在内的本星系群在人类看来已经是极其巨大的了,但它在宇宙中只是更高一级天体系统“本超星系团”的一小部分。除了太阳系之外,本超星系团同时还包括其他50来个星系团和星系群。本超星系团的直径大约在l~2亿光年之间,其核心部分在室女星系团。室女星系团包括2500个以上的成员星系。银河系在本超星系团的边缘附近,并且距离边缘二三百万光年。本超星系团的成员星系都在围绕着本超星系团中心作公转运动,银河系的公转周期大约是1000亿年。