迄今为止在地球附近宇宙区域发现的质量最大的星系

迄今为止在地球附近宇宙区域发现的质量最大的星系

据美国《探索》杂志报导,天文学家发现一个大质量星系,可能打破记录,成为迄今为止在地球附近宇宙区域发现的质量最大的星系。这个星系的具体质量仍旧是一个未知数,可能是太阳的13万亿倍,银河系的20倍。

第一幅照片由座落于智利的直径8米的双子座南方望远镜拍摄,展示了被称之为「Abell 3827」的星系团。Abell 3827距地球14亿光年,由数百个星系构成,所有这些星系通过自身引力聚集在一起。很显然,这是一个非常「富有」的星系团。很多类似这样的星系团中部都存在一个大质量星系,被称之为「中部主星系」(有时也被简称为「cD」),质量通常可达到星系团内其他任何成员的数倍。

Abell 3827星系团的中部主星系被称之为「ESO 146-IG 005」,现在已经失控。银河系也是一个大星系,质量可能是太阳的4000亿倍,但与质量更为巨大的146-IG相比,我们所在的银河系简直不值一提。146-IG的质量远远超过我们在同样距离内发现的其他任何星系。图片中部的光全部由146-IG发出,它是Abell 3827星系团整个中部区域的统治者。

天文学家如何获知这一点?146-IG星系又如何拥有如此巨大的身躯?第二幅图片为146-IG特写,通过这幅图片我们便可清楚地知道这个星系为何拥有如此巨大的质量。正如我们在图片中看到的,146-IG星系拥有不只一个核。在这幅放大的图片中,出现在前景的两颗恒星被标注上一个「S」,我们可以不予理睬。其他5个天体均是星系核,它们充当了天文学家的一个确凿证据。ESO 146-IG 005最近非常忙绿,忙于吞噬其他较小星系,上演「同类相残」的一幕。

天文学家曾无数次观测到这种现象。目前,银河系也在吞噬其他一些较小星系,但这一过程几乎已经宣告结束。实际上,星系核很难被「消化」。由于恒星被自身引力牢牢禁锢在核心区域,质量更大的星系很难将它们全部「吸收」,这个过程需要时间。很明显,146-IG已经吞下星系团内其他很多成员,这也就是为什么它的质量会如此巨大。天文学家认为,宇宙内的绝大多数大型星系均通过吞噬其他星系的方式才拥有当前的体积。

天文学家如何才能确定ESO 146-IG 005的质量?让我们再次将目光聚焦这幅放大的图片。看到左下方的小弧光了吗?这是一个引力透镜,即一个遥远星系发出的光被146-IG的引力扭曲形成的像。当光线穿过附近一个大质量天体时,其路径会发生弯曲,就像汽车在崎岖不平的路面上行驶一样。产生干扰作用的星系质量充当了一个透镜,能够对光线产生各种各样的怪异影响。

光线扭曲程度取决于很多因素,其中包括146-IG等充当透镜的星系质量。这幅图片的背景处也出现其他透镜星系,天文学家可利用这些星系得出146-IG的质量。然而,事情远非这么简单。天文学家很难将这个星系的质量与星系团本身、气体以及星系团内部可能并非这个中部星系组成部分的物质分离开来。也就是说,只能得出一个估计值。

天文学家利用第二种方式得出的146-IG质量与第一种方式存在巨大差异。星系团内部气体在移动并坠入中央区域时被加热。加热量(可通过观测极热气体发出的X射线进行测量)取决于星系团的质量,可用于估计所处区域的物质数量。天文学家发现,利用观测X射线得出的146-IG质量只有引力透镜方式的十分之一。很多原因都能导致这种巨大差异出现,例如用于气体分析的模型假设其呈球形并且较为平滑,但真实情况可能二者皆非。

无论采取哪一种方式,ESO 146-IG 005都是迄今为止在地球附近宇宙区域发现的质量最大的星系之一。这个星系的质量远远超过我们的银河系。在我们的银河系,可以吞噬的较小星系已消失殆尽。相比之下,146-IG却可以继续「享用」较小星系,就好像守著一个装得满满的冰箱。

令人感到庆幸的是,银河系远远不及146-IG星系。诚然,我们的银河系也通过吞噬其他星系的方式增大到当前的体积,但无限制地「暴饮暴食」已经成为过去。这无疑是一个好消息。如若不然的话,我们的附近区域将不会像现在这样平静和安宁。尚未「消化」的星系核飞来飞去,数千万亿吨气体和尘埃四处游荡以及气体发出的百万度高温的X射线,所有这些因素对星系本身而言并非什么好事。

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