银河系只是万分之一,它的上级拉尼亚凯亚超星系团,到底有多大?
太阳系,这个我们熟悉而又神秘的家园,是我们所居住的地球所属的星系。当我们抬头仰望星空时,我们看到的夜空中最耀眼的光点,就是太阳系中的恒星——太阳。然而,太阳系远不止太阳一个星体,它是一个庞大而复杂的天体系统,由太阳、行星、卫星、小行星、彗星和宇宙尘埃等组成。
太阳系的核心就是太阳,它是一个巨大的恒星,质量约占太阳系总质量的99.86%。相比之下,地球仅占太阳系总质量的0.0003%,连个零头都比不上。太阳的直径约为139万公里,是地球直径的约109倍,而它所散发的能量则支撑着太阳系中所有行星和其他天体的生命活动。
太阳系有多大?目前科学界并没有一个具体的边界,在不同的定义和边界条件下,太阳系的尺寸可以有所不同。如果我们将海王星轨道作为太阳系的边界,那么太阳系的直径约为60个天文单位,大约相当于90亿千米。日球层是太阳的外大气层,它的边界被称为太阳圈,如果以日球层为边界,则太阳系的直径约为100个天文单位。如果我们将奥尔特云视为太阳系的边界,那么太阳系的直径会更大,估计约为20万个天文单位,换算下来大约是3.16光年。
目前美国航天局发射的旅行者一号已经飞离地球233亿公里,乍看之下好像很远,然而换算下来仅飞了155.75个天文单位,也就是大约0.0025光年,它要想真正飞离太阳系至少还需要4万年左右的时间。太阳系的庞大已经令人咋舌,而在太阳系之上还有更加庞大的银河系。
太阳系的上级
银河系,这个浩瀚而神秘的宇宙家园,是我们所居住的宇宙中最为壮丽的星系之一。从地球上仰望星空,我们只能看到微弱的亮点,但当我们深入探索银河系的奥秘时,才能真正领略到它的壮丽与复杂。
银河系是一个巨大的旋涡状星系,含有约1000亿到4000亿颗恒星。它的直径约为10万光年,而厚度约为12000光年左右。它是一个扁平的旋转盘状结构,中心凸起,边缘相对较薄,其形状类似于一只旋涡,恒星和星际物质沿着旋臂旋转,仿佛一幅宇宙的绚丽画卷。
太阳系处于银河系的一个旋臂中,被称为猎户座旋臂,靠近内侧边缘。该旋臂位于银河系中心的一定距离处,并以逆时针方向绕银心旋转。这使得太阳系处于银河系的较外围区域,但并不是最外层的边缘位置。整个太阳系距离银河系中心约2.6万光年。太阳系的运动方向基本上朝向织女星,靠近武仙座的方向,偏离银河中心大约86度。
庞大的银河系
今年4月,我国天文学家精确测量了距离银河系中心1.6万光年至8.1万光年范围内的恒星运动速度,并以此估算出银河系的质量约为8050亿个太阳质量。与太阳系类似,银河系中心也有一个质量极大的天体:银河系中心超大质量黑洞——人马座A*(Sagittarius A*)。
它的质量相当于大约450万个太阳质量的总和,现今利用无线电频谱拍摄人马座A*的成像,最高解像度的波长1.3毫米,显示其大小约为37微角分。按照地球与银河系的平均距离2.6万光年计算,可以推算出人马座A*的直径约为4400万公里。4400万公里是什么概念?水星的近日点为4600万公里,而地球距离太阳则为1亿5千万公里,可见4400万公里在天文学中实在不算一个很大的范围。400万倍太阳质量倍限制在这么小的球体内,其密度将远超一般的天体,相对的引力也将非常强大。
现代天文学家认为,人马座A*引力之强大足以束缚住银河系中心的星体,并影响着整个星系的运动。这个超大质量黑洞的存在,让银河系中心成为一个充满活力和独特物理现象的地方。
银河系已经足够庞大,然而与宇宙相比它又显得微不足道了。大爆炸理论认为,在约138亿年前,宇宙处于一个极度高温高密度的状态,然后经历了一次巨大的膨胀和演化,形成了我们现在所知的宇宙。而我们的银河系形成于大约100亿年前左右,相对来说比较年轻,整个宇宙像银河系这样的星系少说也有数十亿个。
银河系的上级是谁?
无数像太阳系这样的恒星系统组成了银河系,那么银河系的上级又是谁?银河系是宇宙中最大的天体结构吗?可以肯定的是,银河系是微不足道的,在银河系之上还有本星系群,从名字上就很容易看出:本星系群是银河系与其他大约50个星系组成的星系群。
它的直径约为1000万光年,质量约为6.5×10^13太阳质量,其中大部分质量集中在银河系和仙女星系。相对于整个星系群的质量,群内的气体质量较少,约占总质量的2%。本星系群也是更大尺度上的室女座超星系团的一部分。
超星系团是一个天文学上的术语,用来描述由多个星系团组成的更大尺度的结构。星系团是由一群星系以及它们之间的大量气体和暗物质组成的集合体。而超星系团则是由多个星系团以及它们之间的相互作用和引力相互作用形成的更大规模的结构。
室女座超星系团是地球附近最大的超星系团之一,它的直径约为11000万光年,包含了多个星系群,其中最著名的是室女座星系团,它是室女座超星系团的中心部分。室女座星系团包含了数千个星系,其中大部分是椭圆星系。
按照常理来讲,本星系群包括银河系都应该朝室女座超星系团中心聚拢。然而研究发现:本星系团目前正在旋转过程中远离室女座超星系团,其移动的方向指向了室女座超星系团的上级:拉尼亚凯亚超星系团。
拉尼亚凯亚超星系团有多可怕?
拉尼亚凯亚超星系团确实是一个巨大的星系结构,包含着大约10万个星系,其范围达到了约1.59亿秒差距(约5.2亿光年)。拉尼亚凯亚超星系团的质量相当于太阳的1×10^17倍,或者是银河系质量的10万倍。这种巨大的质量使得拉尼亚凯亚超星系团成为宇宙中引力的重要中心之一。
宇宙中的大部分星系都显示出红移,这是由于宇宙膨胀导致的。红移的程度可以反映星系相对于地球的运动速度。然而,当科学家对一些星系进行观测时,发现它们的红移比预期的要大,这意味着它们相对于宇宙膨胀的速度存在着额外的速度。
通过进一步的研究,科学家确定了这些星系的运动方向,并发现它们都朝向拉尼亚凯亚超星系团的巨引源移动。巨引源是超星系团的重力中心,大部红移变化显示其他星系以约每秒600千米到每秒700千米的速度朝它移动,地球的速度则约为每秒627千米。
根据NASA的预测,如果这种移动一直持续下去,那么银河系就将与仙女座系越来越近。在大约37.5亿年以后完全相撞。这种碰撞将是改天换地的大碰撞,星系中将会形成新的星云和恒星,地球和太阳可能都将不复存在,拉尼亚凯亚超星系团也因此被认为是地球最可怕的上级。
结语
拉尼亚凯亚超星系团其实也并非宇宙中最大的结构,在它之上还有更为宏伟巨大的“宇宙长城”,拉尼亚凯亚超星系团也不过是长城上的一个小点罢了。
在长城之上是否还有其他大尺度结构?科学家们仍在进行深入的研究和探索,也许未来我们会发现所谓宇宙中已知最大结构“长城”也不过是上一级结构的一个小点。
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