一个横跨13亿光年的超星系团
曾经最大的超星系团——“夏普利”超星系团。ESA / Planck Collaboration / Rosat / Digitised Sky Survey
天文学家可能发现了已知宇宙中规模最大的结构——一个横跨13亿光年的超星系团。这个超星系团由大量星系团和星系群组成,被称为“奇普(Quipu)”——奇普是古代印加人一种结绳记事的方法,由多彩的绳结组成,可用以计数或者记录,但今天已没有人能够了解其中的全部含义。“奇普”超星系团的质量总和相当于200万亿(quadrillion)个太阳。
和“奇普”绳结类似,“奇普”超星系团同样拥有复杂的结构。它由一条主纤维和多条分支纤维组成。长度大约相当于13亿光年,是银河系宽度的13000多倍,可能是已知宇宙中最大的天体结构,比原纪录保持者“拉尼亚凯亚(Laniākea)”超星系团还大。
这个庞大的结构位于距地球约4.25亿至8.15亿光年之间的宇宙空间中。此前的研究认为,在宇宙的更深处,可能存在比这更大的结构。比如传说中距离地球约100亿光年的“武仙-北冕座巨壁(Hercules Corona-Borealis Great Wall)”,其长度达到了惊人的100亿光年,但它是否真实存在仍有争议。
“奇普”是研究人员在数据集中发现的最大超星系团。但实际上,除此之外科学家还发现了另外4个巨型结构。这另外4个结构中最小的一个名为“夏普利(Shapley)”超星系团。这个超星系团是此前已知的,也曾经是最大的超星系团,现已被“奇普”以及另外3个超星系团——“蛇夫-北冕座(Serpens-Corona Borealis)”超星系团、“武仙座(Hercules)”超星系团以及“玉夫-飞马座(Sculptor-Pegasus)”超星系团超越。
研究人员表示,这5个超星系团包含了可观测宇宙中大约45%的星系团,30%的星系,以及25%的物质。体积总量相当于可观测宇宙体积的13%。
研究人员还发现,这些超星系团的存在对宇宙的整体环境有影响。首先是它们对宇宙微波背景辐射有影响;其次星系链的本地运动速度对宇宙膨胀速度的测量结果也有影响——在超星系团所在的地方,星系的局部膨胀,会扭曲对宇宙整体膨胀速度——也就是哈勃常量的测量结果;最后,如此大量的物质所产生的引力效应,会使光线的行进路线发生弯曲,形成引力透镜效应,导致超星系团后方的天体影像变形。
研究人员表示,未来的进一步研究将揭示这些巨型结构是如何影响星系演化的。这些结构的存在不是永久的,随着宇宙的持续膨胀,它们将会逐渐解体,但是它们的巨大规模使它们具有重要的意义。虽然它们是短暂的构造,但在今天,它们是值得特别关注的具有独特性质和特殊宇宙环境的特殊物理实体。
此次新发现的4个超星系团——“奇普”(红色)、“蛇夫-北冕座”(绿色)、“武仙座”(紫色)、“玉夫-飞马座”(橙色)超星系团,以及此前已知的“夏普利”(蓝色)超星系团。Boehringer等
参考
Unveiling the largest structures in the nearby Universe: Discovery of the Quipu superstructure
https://arxiv.org/abs/2501.19236