拉尼亞凱亞超星系團(英語:Laniakea Supercluster,簡稱Laniakea SC)是銀河系所從屬的最大范圍的星系團。
2014年9月,夏威夷大學的布倫特·塔利(Brent Tully)和里昂第一大學的海倫·庫爾圖瓦(Helene Courtois)所領導的團隊發表了一種通過星系的視向速度來定義超星系團的新方法,并由此定義了拉尼亞凱亞。拉尼亞凱亞超星系團包含以下三個部分,而這三個部分先前被認為是各自分離的超星系團:室女座超星系團(銀河系所在的超星系團)、長蛇-半人馬座超星系團(包含拉尼亞凱亞超星系團的重力中心——巨引源)以及孔雀-印地安超星系團。后續的研究成果表明,拉尼亞凱亞超星系團缺乏引力約束條件。它將趨于消散狀態,而非持續維持自身相對于周邊區域的超高密度狀態。
拉尼亞凱亞超星系團包含星系約10萬個,覆蓋范圍約1.59億秒差距(5.2億光年),質量相當于太陽的1×10^17倍,亦或是銀河系的10萬倍。
發現與命名
發現
2014年,為了分析星系流動,美國夏威夷大學布倫特·塔利和里昂大學的天文學家海倫·庫爾圖瓦所領導的團隊采用有明確天體位置資訊時的分析方式(該方式可分析出3億光年,即9200萬秒差距的范圍,并顯示其流動模式),綜合分析來自多個中國空間站工程巡天望遠鏡項目(如2質量)的數據,得到了一個記錄了地球周圍6.5億光年范圍內的8000個星系本動速度的目錄。在這個目錄里,他們發現了一個驚人的現象,在4億光年的范圍內,所有的星系和它們組成的星系團的本動速度都指向這個區域的中心,就像水往地勢低的地方流動,聚集起來形成水洼一樣。這個新發現的流動結構比本超星系團大很多,天文學家為它取了個名字——拉尼亞凱亞(Laniakea)。
命名
拉尼亞凱亞這個詞來自于夏威夷語,意為“無法丈量的天堂”。這個名字是由夏威夷大學系統下屬的卡皮奧拉尼社區學院(Kapiolani Community College)的夏威夷語言副教授兼語言學與文學系主任Nawa‘a Napoleon建議的。這個名字是為了紀念波利尼西亞的航海家們,他們利用對天空的認識橫渡廣袤的太平洋。
概述
超星系團是已知宇宙中最大的結構之一。它們由包含幾十個星系的星系團和包含數百個星系的大質量星系團組成,就像我們的本星系團一樣,所有星系團都相互連接在一張細絲網上。盡管這些結構是相互關聯的,但它們的界限卻很模糊。
拉尼亞凱亞超星系團內部涵蓋約十萬個星系,其范圍大約 1.59 億秒差距(5.2 億光年)。質量相當于太陽的 1×1017 倍,亦或是銀河系的十萬倍。我銀河系處于這一宇宙之網的一條“流蘇”之上。拉尼亞凱亞超星系團近乎與龐大的時鐘座超星系團相同。拉尼亞凱亞超星系團包含以下三個部分,而此三個部分先前被視作各自獨立的超星系團:
室女座超星系團,即銀河系所在之超星系團;長蛇-半人馬座超星系團,其中包含拉尼亞凱亞超星系團的重力中心——巨引源(亦稱“大引力源”);孔雀-印地安超星系團。拉尼亞凱亞超星系團內最為巨大的星系團包含本星系團、長蛇座星系團、半人馬座星系團、喬治·阿貝爾 3565、阿貝爾 3574、阿貝爾 3521、天爐座星系團、波江座星系團以及矩尺座星系團。
整個超星系團由大約三百至五百個已知的星系團和星系群構成,然而實際數字或許更高,這是由于部分天區被銀河系的隱匿帶遮蔽而無法進行觀測。超星系團乃宇宙中最大的結構之一,并且其邊緣難以判定,尤其是由內向外觀測之時。發現拉尼亞凱亞的團隊運用電波望遠鏡將本星系群的星系運動繪制成分布圖。在特定超星系團內部,所有星系的運動皆會朝向超星系團的質量中心。而在拉尼亞凱亞超星系團,星系皆朝向它的重力中心,即巨引源移動,故而也對銀河系所在地本星系群以及其他超星系團內的星系產生影響。
發現方式
塔利和他的同事們通過觀察星系如何在空間中國移動通信集團,定義了拉尼亞凱亞超星系團的邊界和星系居民。該團隊使用了一種稱為“特殊運動”的測量方法,該方法采用星系的總運動,并減去宇宙膨脹帶來的運動。從那里,科學家可以生成表明星系如何運動的流線,揭示吸引它們的引力中心。這些吸引子控制著成員星系的行為,形成了超星系團的核心。在研究了8000個星系的特殊運動后,塔利和他的同事們可以確定哪個引力中心控制著銀河系及其星系鄰居。他們利用這些信息來定義超星系團的范圍。簡而言之,星系的運動受拉尼亞凱亞的控制。巨引源位于半人馬座方向,距離地球1.5億~2.5億光年,是拉尼亞凱亞超星系團的一部分,其質量相當于數萬星系,是一個神秘的區域,所有星系都朝向它而去。
在宇宙的大尺度結構中,星系常常被多個引力吸引子拉向不同的超星系團,即便它們在天穹上看起來相互鄰近。例如,在本地宇宙中,一些星系被拉向拉尼亞凱亞超星系團,而另一些則被拉向英仙座雙魚座超星系團。在超星系團內部,星系分布類似于串在宇宙網上的珠子,每一個都被主要的引力吸引源所固定。銀河系位于這樣的結構邊緣,靠近一個被稱為本星系群空洞的區域,該區域相對缺乏物質。宇宙中的這種大型纖維狀結構與空洞是非常普遍的現象。然而,在繪制拉尼亞凱亞超星系團的過程中,研究人員發現了一個意外的情況:這個超星系團受到一個更大規模的星系集合體——沙普利超星系團的影響。羅伊德·沙普利集中體的引力作用對拉尼亞凱亞產生了顯著影響,表明拉尼亞凱亞可能只是更宏大結構的一部分。不過,目前對于沙普利集中體的確切邊界仍缺乏足夠的數據來進行定義。
位置
鄰近拉尼亞凱亞超星系團的其他超星系團有夏普力超星系團、武仙座超星系團、后發座超星系團、英仙-雙魚超星系團。拉尼亞凱亞本身就是雙魚座-鯨魚座超星系團(Pisces-Cetus Supercluster Complex)的一個組成部分,是一個星系絲狀結構。
價值意義
天文學家認為,宇宙80%的物質都是暗物質構成的。拉尼亞凱亞能夠幫助人類解開暗能量之謎,這種在1998年發現的強大力量驅動著宇宙加速膨脹,并因此會決定宇宙的最終命運。而超星系團也可能不是宇宙地址的最后一行——事實上,它還可能是尚未被發現的更大結構的一部分。
參考資料 >
The Laniakea supercluster of galaxies.nature.2024-09-06
Astronomy Picture of the Day.nasa.gov.2024-09-06
New Map Locates Milky Way in Neighborhood of 100,000 Galaxies.NATIONAL GEOGRAPHIC.2024-09-06
Newly Identified Galactic Supercluster Is Home to the Milky Way.nrao.edu.2024-09-06