我们的银河系可能正在坠入一个巨大的“吸引力盆地”,它与时间一样古老
如果你想确定你在宇宙中的位置,就从你的宇宙地址开始。你生活在地球->太阳系->银河系->本地星系团->处女座星系团->室女座超星系团->拉尼亚凯亚星系团。
多亏了新的深空巡天,天文学家现在认为所有这些地方都是“附近”一个更大的宇宙结构的一部分,这个宇宙结构被称为沙普利集中。
天文学家将沙普利集中称为“吸引力盆地”。这是一个充满质量的区域,充当吸引子。它是一个包含许多星系团和星系群的区域,是本宇宙中物质最集中的区域。所有这些星系,再加上暗物质,使它们的引力影响 Concentration 产生。
宇宙中有许多这样的盆地,包括 Laniakea。天文学家正在努力更精确地测量它们,这应该有助于提供更精确的宇宙中最大结构的地图。
由夏威夷大学的天文学家 R. Brent Tully 领导的一个小组测量了大约 56,000 个星系的运动,以了解这些盆地及其在太空中的分布。
“我们的宇宙就像一张巨大的网,星系沿着细丝分布,聚集在引力将它们拉在一起的节点上,”塔利说。
“就像水在流域内流动一样,星系在宇宙吸引力盆地内流动。这些更大盆地的发现可能会从根本上改变我们对宇宙结构的理解。
宇宙流动和映射结构
Tully 的团队被称为 CosmicFlows,他们研究那些遥远星系在太空中的运动。该团队的红移调查揭示了我们当地银河系吸引力盆地的大小和规模可能发生变化。
我们已经知道我们生活在 Laniakea,它大约有 5 亿光年宽。但是,其他集群的运动表明有一个更大的吸引子引导集群流。
CosmicFlows 数据表明,我们可能是 Shapley 浓度的一部分,这可能是 Laniakea 体积的 10 倍。它的体积大约是太空中最大结构的一半,被称为长城,它是一串跨越 14 亿光年的星系。
沙普利浓度由天文学家哈洛·沙普利 (Harlow Shapley) 于 1930 年代首次观测到半人马座中的一朵云。这个超星系团沿着本星系群(我们居住的地方)的运动方向出现。正因为如此,科学家们推测它可能影响了我们银河系的奇特运动。
有趣的是,室女座超星系团(以及本星系群和银河系系)似乎正在向沙普利集中方向移动。塔利和其他人正在进行的调查应该证实了这种趋势,即任何吸引他们的事物。
探索宇宙中越来越大的结构
这些吸引力盆地从何而来?从某种意义上说,它们与塔利所引用的宇宙及其宇宙物质网络一样古老。网和那些吸引力盆地的种子是在大约 138 亿年前播下的。
在Big Bang,婴儿宇宙处于热致密状态。随着它的膨胀和冷却,物质的密度开始波动。这些密度波动存在微小差异。将它们视为我们今天在宇宙中看到的星系、星系团甚至更大结构的最早“种子”。
当天文学家调查天空时,他们发现了所有这些不同结构的证据。现在,他们必须解释它们。沙普利集中是我们的拉尼亚凯亚山脉所属的大盆地,这种观点意味着目前的宇宙学模型并不能完全解释它的存在。
“这一发现带来了一个挑战:我们的宇宙调查可能还不够大,无法绘制这些巨大盆地的全部范围,”UH 天文学家 Ehsan Kourkchi 说。
“我们仍然通过巨大的眼睛凝视,但即使是这些眼睛也可能不够大,无法捕捉到我们宇宙的全貌。”
测量吸引子
所有这些星系、星系团和超星系团的主要作用是引力。质量越大,重力对运动和物质分布的影响就越大。
对于这些引力盆地,Tully 的研究团队研究了它们对该地区星系运动的影响。这些盆地对位于它们之间的星系施加了某种拉锯战。这会影响他们的动作。特别是,像 Tully 的团队所做的红移勘测将绘制径向运动(沿视线)、速度(它们移动的速度)和其他相关运动。
通过绘制整个本地宇宙中星系的速度,该团队可以定义每个超星系团占主导地位的太空区域。
当然,这些运动很难定义。这就是团队进行不同类型测量的原因。他们不仅仅是绘制星系中的发光物质。他们还必须考虑到暗物质的推断存在。
还有其他并发症。例如,并非所有星系都是相同的——也就是说,它们的形状(形态)和物质密度不同。天文学家可以通过测量一种叫做 “星系奇异速度 ”的东西来解决这个问题。这是它的实际速度与预期的哈勃流速(反映了星系之间的引力相互作用)之间的差值。
Tully 团队的调查结果应该会为这些太空区域提供更精确的 3D 地图。这包括它们的结构以及它们的运动和速度。反过来,这些地图应该可以更深入地了解整个宇宙中所有物质(包括冷暗物质)的分布。