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30亿光年外,科学家发现宇宙最大星系,直径1630万光年!

在方圆500万光年(即直径1000万光年)的空间里,一共分布着差不多50个星系,其中我们的银河系是排名第二的巨大星系。但是,在广袤的宇宙中,还有更加巨大的星系。最近,天文学家就发现了迄今为止人类已知的最巨大的星系。在这个星系面前,别说是银河系,就连本星系团,都显得有些渺小。这个星系叫什么、它到底有多大呢?

(图片说明:哈勃望远镜拍摄的巨大星系团)

我们知道,银河系是一个非常巨大的星系。根据天文学家的观测,它的直径大约有10万光年,质量约为太阳的1.5万亿倍,拥有着2000-4000亿颗恒星。

近些年来,有天文学家根据观测结果,认为银河系比想象中还要大。我国天文学家也有观测数据,指出银河系的直径可能达到了20万光年,将银河系的尺寸提升了1倍。

但是,在浩瀚的宇宙中,银河系的尺寸就未必有多么突出了。与所有的星系相比,银河系确实位居前列,但比它巨大的星系也比比皆是。即便是在本星系团中,它也仅位居第二,远远比不上更加巨大的仙女座大星系。

(图片说明:仙女座大星系)

仙女座大星系又叫M 31星系,距离我们大约254万光年,其直径达到了22万光年,拥有着差不多10000亿颗恒星。

正所谓“打不过就加入”,虽然现在的银河系没有仙女座大星系那么庞大,但是在30-40亿年后,二者将会相遇并碰撞,合并成一个更加巨大的星系。

就算是二者合并,也无法在宇宙中占据最大星系的位置。在距离我们大约10.45亿光年远的位置上,有一个名叫IC 1101的星系。这个星系的半径达到了惊人的200万光年!据推测,IC 1101内部可能包含着100万亿颗恒星,这是此前人类已知最巨大的星系。

(图片说明:从左到右依序为银河系、仙女座星系、M87、IC 1101,银河系按传统数据来算的)

如今,连IC 1101也保不住宇宙最大星系的地位了。最近,天文学家在距离地球大约30亿光年的宇宙中,发现了一个更加巨大的星系,让IC 1101都不得不望洋兴叹,这个星系的名字叫做Alcyoneus。

在《天文学与天体物理学》上,研究人员即将发布他们的这一重大发现。据他们描述:“我们发现了已知的由单独一个星系所形成的最巨大结构,这是一个巨大的射电星系,其理论上最可信的尺寸为4.99±0.04百万秒差距,实际上可信的尺寸至少……可以达到5.04±0.05百万秒差距。”

秒差距是大家不太熟悉的一个天文学长度单位,1秒差距约等于3.26光年。也就是说,这个星系的直径可能达到了惊人的1630万光年!

(图片说明:Alcyoneus)

和此前最大的星系IC 1101相比,Alcyoneus的直径是后者的4倍,也就是说,其体积是后者的64倍,是银河系的4000倍!别说是银河系,就连直径1000万光年的本星系团空间内,都放不下这一个恐怖的星系巨兽!

天文学家能够发现这个恐怖的星系,还要感谢位于欧洲的强大望远镜——低频阵列(LOFAR)。这个望远镜阵列由分布在全欧洲52个不同地区的总计约20000个无线电天线组成,它们通过干涉的原理形成了一个巨大的望远镜阵列,是人类观测宇宙的重要工具之一。

(图片说明:LOFAR)

他们利用LOFAR进行了拍摄,将一些噪音除掉并进行了信号的处理后,得到了一幅迄今为止人类获取过的对射电星系外延展瓣最敏感的搜索图像。接下来,天文学家通过肉眼在图像中反复搜索,最终在30亿光年外,发现了这个巨大的星系。

需要说明的是,这么大的空间内,并不完完全全是这一个星系的天体,它是由其宿主星系及其强大的喷流所形成的巨大结构。

根据研究人员的描述,这个巨大结构中心的宿主星系是一个椭圆星系,质量大约是太阳的2400亿倍。单纯从质量上看,这个宿主星系还没有我们的银河系大呢。不过,它能够创造出一个巨大的星系结构,得益于其核心处的超大质量黑洞。这个黑洞的质量大约是太阳的4亿倍,相比之下,银河系中心的超大质量黑洞——人马座A*只有它质量的1/100而已。

和它的同类——射电星系相比,这个黑洞的质量也不是那么突出。

所谓的射电星系,指的是具有非常强烈的射电辐射的星系,通常要比普通的星系强100到10万倍。比较著名的射电星系有M 87星系,其中心的超大质量黑洞达到了太阳质量的太阳的65亿倍,它也就是人类历史上第一张拍摄了照片的黑洞。和M 87*黑洞相比,Alcyoneus的黑洞简直就是小不点。

那么,这些黑洞是如何产生这种巨型结构的呢?

(图片说明:超大质量黑洞)

我们知道,黑洞可以吞噬一切物质,但它也不会完全吞噬掉周围的所有物质。在黑洞吞噬的过程中,也会有少部分物质会从吸积盘被输送到黑洞的两极,然后由黑洞恐怖的磁场加速到接近光速,向两端喷射出去,这就是黑洞的相对论性喷流。

有些相对论性喷流在宇宙中穿梭的过程中,会形成外延展瓣结构。其实我们的银河系也有这样的瓣状结构,但是并不大。天文学家发现,宇宙中有很多星系拥有着巨大的外延展瓣,有一些甚至能达到几百万光年,这就是所谓的巨型射电星系。

(图片说明:巨型射电星系)

这些星系为何会有如此强大的能量,释放出如此巨大的外延展瓣,至今仍然是个谜。所以,像Alcyoneus这样的射电星系的发现,对于天文学家来说绝对是一个好消息,可以更好地了解这些极端的宇宙现象。

就比如这次发现的Alcyoneus可以表明,巨大的外延展瓣未必是通过同样巨大的宿主行星或者超大质量黑洞来形成,二者之间似乎没有必然的联系。这就更让天文学家困惑了,为什么一个相对较小的黑洞却能够拥有更大的外延展瓣呢?

(图片说明:射电星系的外延展瓣)

不知道。或许在未来,天文学家还会发现宇宙中更大的星系或者星系结构。包括Alcyoneus本身所处的宇宙空间内,物质密度也相对较低,这更有利于它成长到更加巨大的水平。

1630万光年这个纪录,到底会在什么时候被打破呢?

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