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聆聽宇宙奧秘:「星系群」包含什麼?星體在宇宙是何種「結構」?

2019/3/15 — 17:06

Local Group

Local Group

【文:臨狼】

Beatles 的這首 Across the Universe 是我在介紹宇宙尺度上採用的最後一首歌曲。這個版本是 Fiona Apple 的翻唱版本,個人覺得她的聲音比原版更加能讓聽者沉醉在這個平穩的氣氛中,去感受宇宙的奧妙。

“It calls me on and on across the universe”

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如歌詞所言,我們將會繼續探索本星系群以外的世界,穿越整個宇宙。

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本星系群 Local Group 是宇宙中的一個 星系群 Galaxy Group,當中包含了我們身處的銀河系、仙女座星系 以及 三角座星系 等50個星系。

Virgo Supercluster

Virgo Supercluster

但即使是直徑為1000萬光年的本星系群,在宇宙中都是毫不起眼的。在我們的本星系群 之上,還有 室女超星系團 Virgo Supercluster。它的直徑約為本星系群的11倍。

Virgo Supercluster (on >0.4kev)

Virgo Supercluster (on >0.4kev)

由於 室女座超星系團 的中心並不是銀河系,而是 室女座星系團 Virgo cluster,以致這個超星系團並沒有以銀河系來命名。

M81

M81

室女座星系團中包含了各種美麗的星系,較為特別的有三,包括了 波德星系 Messier 81(M81),以及 風車星系 Pinwheel Galaxy (M101)。這兩個星系都是螺旋星系,擁有色彩豐富的旋臂,有較好的視覺效果,深受天文愛好者喜愛。

M101

M101

最後一個卻是這個看起來平平無奇的橢圓星系,室女A星系 Messier 87 (M87)。但千萬不要被它的表面所騙到,在平庸的外表下,它包含了超過一萬個球狀星團。而以銀河系為例, 環繞銀河系的球狀星團只有約200個。

Relativistic jet

Relativistic jet

除此之外,圖中可以看到一條長約五千光年的 噴流 Relativistic jet 從 M87 的中心區域噴射而出,相信是由 M87 中心的超巨型黑洞所製造,故此科學家對 M87 亦深感興趣。

根據觀察,可觀測宇宙的直徑,估計為約 465億光年,意味着室女座超星系團之外,還有許多的神秘星空。

Laniakea

Laniakea

Milky Way in Laniakea

Milky Way in Laniakea

在 2014 年有科學家提出了新的觀點,他們認為室女庭超星系團,其實只是 拉尼亞凱亞超星系團 Laniakea 的一份子。

Laniakea

Laniakea

Laniakea 是由我們身處的 室女座超星系團,以及鄰近的 Hydra-Centaurus Supercluster 以及 Pavo-Indus Supercluster 所組成。

直徑約為5.2億光年的 Laniakea, 銜接着旁邊直徑約為 2.5億光年 的另一個超星系團 Perseus-Pisces Supercluster。由於誤差值的原因,他們看起來是差不多大小的。

Galaxy filament

Galaxy filament

在圖示可以看到,在極大尺度的宇宙上,星體看起來不再是一團團的聚合在一起,而是在重力下形成了獨特的 絲/網狀結構 Galaxy filament。

除了星體密度高的絲狀結構,科學家亦發現 絲狀結構 間會有恆星密度低(甚至沒有恆星)的區域,空洞 Void。

例如位於牧夫座方向的Boötes void,其直徑為2.5億光年,但只包含了60個星系。而直徑為0.1億的本星系群,就已經擁有超過50個星系。

而超星系之間亦都有空洞的存在。例如圖12中 Laniakea 與 Perseus-Pisces 間的 Taurus Void。

來到這裡,我們的旅程就完結了,因為絲/網狀結構 Galaxy filament 是人類暫時已知最大的宇宙結構,它會一直延伸至可觀測宇宙的邊界。

人類雖然知道了宇宙大概的容貌,但對它的認知卻仍是鳳毛麟角。 有言「吾生也有涯,而知也無涯。以有涯隨無涯,殆已」,宇宙的廣闊對於只擁有短暫生命的人類來說,是難以觸及的。但在我看來,即使只能竊探宇宙的一角,但能了解到這個孕育我們的地方,還是很值得我們窮盡一生的。

Words are flowing out like endless rain into a paper cup
They slither while they pass, they slip away across the universe

讀到這裡,相信你們對宇宙已經有了初步的概念。宇宙除了廣闊之外,還有什麼特別呢?流行曲中對宇宙的描述又是否正確呢?我們下篇繼續探討。

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