70亿光年外发现巨型星系团 质量为太阳800万亿倍

2010-10-19 15:03 来源: 新浪
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      这张图像是由斯必泽红外空间望远镜和位于智利托洛洛山的泛美天文台4米口径望远镜获取的数据合成的。图中,老年星系成员被用黄色圈子圈出,而年轻成员则用蓝色圈子圈出。

  最近天文学家观测到一个距离地球达70亿光年的巨型星系团。这个庞然大物的质量大约为800万亿个太阳质量,包含数百个星系,这使其成为在如此遥远距离上发现过的质量最大的星系团。

  尽管它的质量如此之大,但要不是注意到了它强大的引力对宇宙微波背景辐射效应造成的扭曲影响,科学家们还不会发现它。根据大爆炸理论,宇宙微波背景辐射(CMBR)是宇宙诞生时产生的辐射残余。大爆炸发生之后,离子和电子形成了宇宙中第一批原子,并辐射出光子,这些光子在接下来的137亿年中穿越广袤的物质宇宙,最终抵达地球上的望远镜而被人看到。当光子穿越大质量星系团时,由于S-Z效应的作用,它将受到影响,从而改变性质。大质量星系团中大量的高能电子与宇宙微波背景辐射的光子碰撞,将其一部分能量传递给后者并使其成为高能光子,这一过程也被称作“逆康普顿散射”。

  利用这种效应,研究人员使用位于南极的南极望远镜(SPT)已经成功找到了几个隐藏的星系团。但这次新发现的这个是其中质量最大的一个,它已经被命名为SPT-CL J0546-5345。

  因为这一大质量星系团极度遥远,因此我们现在所看到的是它在70亿年前的模样,那时候宇宙年龄只有现在的一半,而我们的太阳系还没有形成。但即便是这时,它的质量已经差不多和附近的后发座星系团相当,而这是我们已知密度最大的星系团之一。在那之后的漫长岁月中,天文学家估计其质量至少已经增长了4倍,这将使其成为宇宙中质量最大的星系团之一。关于这一星系团的研究细节将发表于《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letters)。

  但是这一星系团也表现出不寻常的一面。其内部充满着已经看不到快速恒星孕育场面的星系,这表明这些星系都已经进入老年。这也说明这一星系团一定是在宇宙形成之后最初的20亿年内便开始成型的。所配的这张图像是由斯必泽红外空间望远镜和位于智利托洛洛山的泛美天文台4米口径望远镜获取的数据合成的。图中,老年星系成员被用黄色圈子圈出,而年轻成员则用蓝色圈子圈出。

对这样遥远距离上的大质量星系团的观测数据可以帮助研究人员进一步理解暗物质和暗能量是如何影响宇宙结构的形成的。