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1630万光年!天文学家发现宇宙最大星系,打破人类认知!

宇宙中最大的星系究竟大到什么程度?根据《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志即将发表的一项新研究[1],天文学家发现了长达1630万光年(5 Mpc)的星系,打破人类的认知,它成为了目前已知最大的星系。

地球位于太阳系中,这个结构的直径估计为2光年。出了太阳系后,就是广袤的星际空间,那里还有成百上千亿个恒星系统,它们共同组成了更为庞大的结构,这就是银河系,其直径约为18万光年。

银河系就像宇宙中的孤岛,悬浮在浩瀚的星系际空间中。在直径930亿光年的可观测宇宙中,估计存在至少2000亿个星系。星系的尺寸有大有小,小的只有几百光年,大的有几十万光年。

此前,位于10.4亿光年外的IC 1101一直被认为是最大的星系,它的星系晕从核心一直向外延伸了200万光年,整个星系的跨度估计可达600万光年。要知道,离银河系最近的大型星系——仙女座星系,距离也不过才254万光年。

而这一次天文学家新发现的星系比IC 1101还要更大,这就是位于30亿光年外的阿尔库俄纽斯(Alcyoneus)星系,它的跨度是银河系的90倍,IC 1101的2.7倍。光从这个星系的一边传播到另一边,需要长达1630万年的时间,这样的尺寸大到超乎想象。

在几乎所有星系的中心,都有一个超大质量黑洞,它们的质量至少是太阳的几十万倍。如果星系中心存在丰富的气体云,那么,超大质量黑洞就能大量吞噬它们,由此可以喷发出极为强烈的无线电波,这样的星系就是射电星系。

阿尔库俄纽斯是一个巨型射电星系,其中心潜伏着一个巨大的黑洞,它的质量估计是太阳的4亿倍,相当于我们银河系中心超大质量黑洞人马座A*的100倍。

当物质落入黑洞时,大部分都会穿过黑洞的表面,也就是事件视界,进入黑洞的内部空间,然后再到达中心的奇点,它们永远也不会逃脱出来。但还有一小部分物质会从吸积盘内部区域汇集到两极,在那里以等离子体喷流的形式被喷射到太空中。

这种黑洞喷流可以传播非常遥远的距离,扩散形成巨大的射电辐射叶。在阿尔库俄纽斯星系中心超大质量黑洞的作用下,形成了跨度1630万光年的巨型结构。

但令人感到意外的是,这个星系的总质量只有太阳的2400亿倍,还不到银河系的三分之一。巨型射电星系的产生还是个未解之谜,天文学家至今仍不知道它们究竟是如何变得这么大,很难想象单靠中心的超大质量黑洞就能产生如此巨大的喷流。

宇宙中的巨型结构总是令人困惑,目前已知最大的宇宙结构是位于100亿光年外的武仙-北冕座长城,它最窄的地方就有72亿光年,而最宽的地方更是高达98亿光年,这个结构的形成原因也深深地困扰着天文学家。

但纵使结构再大,仍然还是在宇宙中,宇宙的大小更是让人类无法想象。我们平时所说的宇宙直径为930亿光年,这其实指的是可观测宇宙。而在这之外的不可观测宇宙,根本就没人知道究竟大到什么程度。

参考文献

[1] Martijn S.S.L. Oei, Reinout J. van Weeren, Martin J. Hardcastle, et al. The discovery of a radio galaxy of at least 5 Mpc, Astronomy & Astrophysics, 2022, arXiv: 2202.05427.

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