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巨引源是什么?:
渤海之东,不知几亿万里﹐有大壑焉﹐实惟无底之谷﹐其下无底﹐名曰归墟。
《列子 汤问》
巨引源(The Great Attractor),就是宇宙中的归墟。它正在用无法抗拒的强大引力,把周围上亿光年内的所有星系,包括我们的银河系,拖进它的无底深渊。要产生这样大的引力,这个神秘的物体需要有上万倍银河系的质量。和这个吞噬星系的庞然大物想比,你还认为星系中心的巨型黑洞是宇宙中的超级怪兽吗?
从字面上来看,巨引源大概就给人这样一个印象。不过,不用担心:我们不会掉入巨引源。相反,我们正在远离它。
图片来自
Great Attractor
上图是近红外线下的天空全景图。右下方的蓝色长箭头指的就是巨引源所在的位置。
由于宇宙空间的膨胀,在一个较大的尺度上(星系群),星系都在互相远离(
既然宇宙在膨胀,那么地球与太阳的距离会改变吗? – Mandelbrot 的回答)。距离我们越远的星系,远离我们的速度越快。这个运动被称为哈勃流(Hubble Flow)。根据哈勃定律,我们可以计算出一个遥远星系和我们的相对速度。然而,有一些星系的速度和哈勃定律计算的速度区别很大。这种偏离哈勃流的运动被称为本动(peculiar motion)。比如,在扣除了哈勃流的速度以后,银河系在以600公里/秒的速度向半人马座方向运动。这是一个巨大的速度,与之相比,地球的公转速度只有30公里/秒,太阳围绕银河系中心的公转速度只有200公里/秒,将要和银河系合并的仙女座星系奔向我们的速度只有110公里/秒(
NASA说大约37.5亿年之后银河系就会和仙女系大碰撞,最后融合,请问碰撞最先会发生什么?过程呢? – Mandelbrot 的回答)。
然而,如果把哈勃流计算在内,我们实际上是在远离那个神秘的引力源,只是,比哈勃定律计算的速度要慢得多。假以时日,现在我们看到的这些超星系团也会在暗能量的推动下分崩离析。
巨引源之所以如此神秘的一个重要原因是:我们无法看到它。天空中有20%的区域是无法用可见光直接看到的,它被银河系的大量恒星和尘埃挡住了。这部分天空被称为隐匿带(Zone of Avoidance)。有时我们可以借助X射线或红外线看见这部分天空的一鳞半爪,但是总是无法得到一个清晰的图像。不巧的是,巨引源就隐藏在隐匿带中。经过多年的观察,依靠少量穿过银河系的X射线,天文学家逐渐发现了巨引源方向的一个又一个庞然大物。
巨引源区域的引力异常是在1973年被发现的。1986年,巨引源的位置被确定下来,它位于南三角座和矩尺座方向,距离银河系约1.5到2.5亿光年。这个区域的中心是矩尺座星系团。这是一个巨型的星系团,充满了古老的大型星系。由于星系十分密集,很多星系互相碰撞合并,辐射出大量的无线电波。
后来,天文学家发现,矩尺座星系团的质量远远不能产生足够的引力,解释巨引源方向的引力异常。所以,他们的目光落到了巨引源背后的夏普力超星系团(Shapley Supercluster)。这是我们邻近区域中星系最为密集的一个超星系团,质量超过银河系的1万倍。它距离我们6.5亿光年。它吸引着银河系和它所在的本星系团,向它坠落。
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X-rays Reveal What Makes the Milky Way Move
然而故事还没有完。进入21世纪以后,天文观测发现,在夏普力超星系团附近,还有大量其他星系群和结构松散的星系团也在为本星系团的本动贡献着自己的引力。
这就是目前的天文学研究对巨引源的认识。在夏普力超星系团身后,还有没有更大的质量聚集呢?我们只能等待将来的观测来告诉我们。
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