聆聽宇宙奧秘:「星系群」包含什麼?星體在宇宙是何種「結構」?

「聽流行曲,讀宇宙奧妙」(Ep.5)

臨狼
德尼思化雜誌社
6 min readMay 12, 2018

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Across the Universe

Beatles 的這首 Across the Universe 是我在介紹宇宙尺度上採用的最後一首歌曲。這個版本是 Fiona Apple 的翻唱版本,個人覺得她的聲音比原版更加能讓聽者沉醉在這個平穩的氣氛中,去感受宇宙的奧妙。

It calls me on and on across the universe

如歌詞所言,我們將會繼續探索本星系群以外的世界,穿越整個宇宙。

Local Group

本星系群 Local Group 是宇宙中的一個 星系群 Galaxy Group,當中包含了我們身處的銀河系、仙女座星系 以及 三角座星系 等50個星系。

Virgo Supercluster

但即使是直徑為1000萬光年的本星系群,在宇宙中都是毫不起眼的。在我們的本星系群 之上,還有 室女超星系團 Virgo Supercluster。它的直徑約為本星系群的11倍

Virgo Supercluster (on >0.4kev)

由於 室女座超星系團 的中心並不是銀河系,而是 室女座星系團 Virgo cluster,以致這個超星系團並沒有以銀河系來命名。

M81

室女座星系團中包含了各種美麗的星系,較為特別的有三,包括了 波德星系 Messier 81(M81)

M101

以及 風車星系 Pinwheel Galaxy (M101)。這兩個星系都是螺旋星系,擁有色彩豐富的旋臂,有較好的視覺效果,深受天文愛好者喜愛。

最後一個卻是這個看起來平平無奇的橢圓星系,室女A星系 Messier 87 (M87)。但千萬不要被它的表面所騙到,在平庸的外表下,它包含了超過一萬個球狀星團。而以銀河系為例, 環繞銀河系的球狀星團只有約200個。

Relativistic jet

除此之外,圖中可以看到一條長約五千光年噴流 Relativistic jet 從 M87 的中心區域噴射而出,相信是由 M87 中心的超巨型黑洞所製造,故此科學家對 M87 亦深感興趣。

根據觀察,可觀測宇宙的直徑,估計為約 465億光年,意味着室女座超星系團之外,還有許多的神秘星空。

Laniakea
Milky Way in Laniakea

在 2014 年有科學家提出了新的觀點,他們認為室女庭超星系團,其實只是 拉尼亞凱亞超星系團 Laniakea 的一份子。

Laniakea

Laniakea 是由我們身處的 室女座超星系團,以及鄰近的 Hydra-Centaurus Supercluster 以及 Pavo-Indus Supercluster 所組成。

直徑約為5.2億光年的 Laniakea, 銜接着旁邊直徑約為 2.5億光年 的另一個超星系團 Perseus-Pisces Supercluster。由於誤差值的原因,他們看起來是差不多大小的。

Galaxy filament

在圖示可以看到,在極大尺度的宇宙上,星體看起來不再是一團團的聚合在一起,而是在重力下形成了獨特的 絲/網狀結構 Galaxy filament

除了星體密度高的絲狀結構,科學家亦發現 絲狀結構 間會有恆星密度低(甚至沒有恆星)的區域,空洞 Void

例如位於牧夫座方向的Boötes void,其直徑為2.5億光年,但只包含了60個星系。而直徑為0.1億的本星系群,就已經擁有超過50個星系。

而超星系之間亦都有空洞的存在。例如圖12中 Laniakea 與 Perseus-Pisces 間的 Taurus Void

來到這裡,我們的旅程就完結了,因為絲/網狀結構 Galaxy filament 是人類暫時已知最大的宇宙結構,它會一直延伸至可觀測宇宙的邊界。

人類雖然知道了宇宙大概的容貌,但對它的認知卻仍是鳳毛麟角。 有言「吾生也有涯,而知也無涯。以有涯隨無涯,殆已」,宇宙的廣闊對於只擁有短暫生命的人類來說,是難以觸及的。但在我看來,即使只能竊探宇宙的一角,但能了解到這個孕育我們的地方,還是很值得我們窮盡一生的。

By 臨狼 20180512

Words are flowing out like endless rain into a paper cup
They slither while they pass, they slip away across the universe

讀到這裡,相信你們對宇宙已經有了初步的概念。宇宙除了廣闊之外,還有什麼特別呢?流行曲中對宇宙的描述又是否正確呢?我們下篇繼續探討。

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