宇宙最大星系团被发现

<正>星系团是相互之间有一定力学联系的若干个星系集聚在一起组成的,其中的每一个星系称为星系团的成员星系。大的星系团拥有上千个比较明亮的成员星系,如果把一些暗星系也包括进去,总数可能上万。但像这一类范围大、星系众多的星系团是不多的。平均而言,每个星系团团内的成员数约为130个。美国航空航天局的哈勃太空望远镜最新发现了"El Gordo"星系团,其质量大约是3 000万亿颗太阳的总和。这比原先科学家所估计的值大了43%,是目前为止发现的最大型早期宇宙星系团。     

多产的凤凰星系团

星系团是宇宙间的庞然大物,是几百至几千个星系的集合体.诸多星系被引力束缚在一起.然而,星系团也是一个宇宙之谜.炽热的气体流入这些星系团的中心,结果却在这一过程中冷却下来,这种环境应该能够创造一个多产的新恒星诞生地.但是,天文学家们发现的情况大都不是这样的.现在,科学家们发现了一个距离地球57亿光年的星系团,其中心异常活跃,正在快速地形成恒星.天文学家们称,这个特别的星系团如此多产的原因是:星系团中心气体的冷却没有被中心黑洞释放的高温射流所抵消.     

含有大量暗物质的星系团

波江座A是波江星座中的一个小星系团。美国普林斯顿高等研究院的安德鲁·古尔德研究了这个星系团,认为它含有大量的暗物质。巨椭圆星系NGC1407是该星系团中最亮的星系,与我们银河系的亮度不相上下。该星系由于宇宙膨胀而引起的离开太阳的退行速度为每秒1766千米。而位于其附近的NGC1400星系的退行速度只有每秒549千米,是前者的1/3。过去认为NGC1400是NGC1407的一个前景星系,但用麻省理工学院约翰·汤里的方法(较近星系看上去     

取向相关性与宇宙物质成团的两种图景

在复合时期之前,宇宙中可能有两种不同类型的密度非均匀性:等熵的和等温的。它们所导致的复合时期之后的成团图景,是十分不同的。在等熵图景中,成团过程是由大到小的、分裂式的,即先形成大尺度的(例如,超星系团尺度)片状结构,然后再逐步分裂而形成星系等小尺度的天体系统。在等温图景中,成团是由小到大的、等级式的,即先形成小尺度的天体(例如,星系前恒星、星族Ⅲ天体),然后再逐步结合成星系、星系团和超星系团等大尺度的天体系统。     

宇宙会"大爆炸"吗

"大爆炸"是怎么回事 我们居住的地球是太阳系中的一个成员,而太阳只是银河系里3 000亿颗恒星中的一个中等成员.可见,我们的银河系作为宇宙中的一个星系,可算得上是一个十分庞大的天体大家族了.实际上,宇宙中的任何一个星系,都是包含众多天体的大家族.     

超致密矮星系的潮汐剥离演化序列

<正>长期以来,星系(galaxy)和星团(star cluster)被认为是截然不同的两类天体.星系在暗物质晕中诞生成长,有较为复杂的恒星形成历史,是由大量恒星、气体、尘埃和暗物质等物质组成的天体系统,往往有着庞大的结构.星系的形态也多种多样,包括椭圆星系、旋涡星系、不规则星系等.多个星系通常以星系群和星系团的形式存在,形成宇宙中大尺度结构的同时,也互相影响着各自的演化轨迹.     

暗能量和加速膨胀的宇宙

1998年发现的宇宙加速膨胀是当代科学中最重大的课题之一.理论上,宇宙的加速膨胀可能意味着当前宇宙中约三分之二的能量密度是由一种新的能量组分,即暗能量所提供的也可能意味着爱因斯坦提出的广义相对论在宇宙学尺度上需要修正.暗能量和修正引力这两种完全不同的物理机制可以给出完全相同的宇宙背景膨胀历史,但却预言不同的结构形成过程.因此,我们可以通过观测宇宙的大尺度结构形成和演化来区分这两种不同的物理机制,揭示宇宙加速膨胀背后的物理规律.宇宙大尺度星系巡天是研究宇宙加速膨胀机制的重要探针之一.基于星系巡天,我们可以通过测量重子声波振荡(baryonic acoustic oscillations,BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions,RSD)两种特殊的星系成团属性,同时测量宇宙的背景膨胀和结构形成历史,进而分别开展暗能量性质以及引力研究.SDSS(Sloan Digital Sky Survey)三期的BOSS(Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)巡天是近期完成的世界最大规模的星系巡天.通过对10000平方度左右天区的观测,BOSS获取了近一百万条星系光谱.基于BOSS的观测,我们对暗能量和引力性质开展了深入研究,并发现了暗能量的动力学迹象.目前正在巡天的e BOSS(extended Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)项目以及后续的DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)和PFS(Prime Focus Spectrograph)等大型巡天将在更高的红移、以更高的精度测量BAO和RSD,这将为宇宙加速膨胀机制的研究提供关键的观测支持.     

星系红移巡天宇宙学——探索暗能量

宇宙时空的加速膨胀是20世纪自然科学最伟大的发现之一,探索其背后的物理机制是当前物理学和天文学的关键科学任务.在此研究领域,亟待解决的问题包括:(1)如何从海量观测数据中提取暗能量相关的核心信息?(2)暗能量是否具有动力学性质?(3)暗能量的本质是什么?暗能量研究的主要方法是联合多种探测手段,通过精准测量宇宙的膨胀率和结构形成来获取暗能量性质.大型星系红移巡天为暗能量研究提供了关键的数据支持.我们从巡天样本中提取重子声波振荡(baryon acoustic oscillations, BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions, RSD)等重要的宇宙学探针,分别用于测量宇宙的膨胀率和结构增长率,开展暗能量研究.大型巡天项目斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)已成功获取了百万量级的高质量星系光谱,测绘了迄今为止最大的宇宙三维图像,并将宇宙距离测量精度提高到1%,在高精度暗能量检验中发挥至关重要的作用.本文主要介绍过去10年内国际上最大的星系红移巡天项目——SDSS三期的重子振荡光谱巡天(Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, BOSS,2009～2014年)和四期的拓展重子振荡光谱巡天(extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, eBOSS,2014～2019年),以及我们依托BOSS和e BOSS巡天开展暗能量研究方面的最新进展.     

大宇宙百科全书

本书并非无所不包的天文学大全,但对物质宇宙中的种类天体(包括流星和陨星、行星和卫星、太阳系、各类恒星和星团、各类星系、星系团和超星系团)、天文学和物理学的很多基本概念,以及对宇宙研究做出重大贡献     

暗物质的密度非均匀性的发展

有关宇宙大尺度结构的一个基本问题是:为什么宇宙中的可视天体的分布与不可视物质(或暗物质)的分布有明显的不同?亦即,从星系,到星系团,超星系团,直到大约一百Mpc尺度以下,可视天体的分布都有可辨认的成团,另一方面,不可视物质的分布只有较小的非均匀性,这是如何形成的?     

宇宙中的巨洞和宇宙的密度扰动波

近年来,从星系和星系团在空间中的三维分布的研究中,人们发现在一些超星系团的附近或超星系团之间有一些大尺度的空间区域,在这些区域中现在能观测到的星系非常少。这些缺少星系的空间区域,现在称为宇宙中的“巨洞”(big hole或void)。至今已发现的巨洞的尺度和超星系团(二级星系团)的尺度有相同的量级,由观测资料所估计的最大直径达到几亿光年。     

宇宙是由什么构成的?

通过星系、星系团,乃至宇宙整体的动力学行为,天文学家发现宇宙中绝大部分物质是不发光的,即暗的.其中暗物质占宇宙中总物质和能量的27%,暗能量占68%,而普通物质(即粒子物理标准模型粒子)只占5%.暗物质和暗能量是当代天文学和物理学的重大发现,是主要研究前沿.我们回顾暗物质和暗能量的发现历史、已知属性和待解决的问题.     

宇宙的"黑暗时代"

光明宇宙 宇宙看似没有尽头.四百年前伽利略把望远镜对准星空,从那时起我们接收并破泽了无数的天外信号--恒星、星云、星团、星系和星系团发出的光.它们是我们探索宇宙的航船,带领我们向宇宙海洋的深处前进.只要有光,我们就不会迷失方向.四百年间,这个光明宇宙的边缘扩展了上千万倍.就在写这篇文章前不久,我们刚刚收到某个遥远星系发来的信号.     

宇宙的大小和星系的分布

现今认为,可观察到的宇宙的半径约为500Mps(或1.5×10~(25)米),它包含有几亿个星系。假设宇宙充满一个半径为1千米的球体,则我们的银河系Milky Way(有1000亿个星体)的大小和形状象一片阿司匹灵而位于球心。Milky Way只是星系团Local Group的一部分,该星系团的另一主要成员是M31(Andromeda星系),它的大小亦象阿司匹灵片,约离Milky Way13厘米。最靠近Local Group的星系团是Sculptor Group,其距离约为60厘米。在3米远处为Uirgo星团,这是一个含有20个星系的大星团,其体积象一个足球。VirgoCluster位于一个松散的星系团(它包括LocalGroup,有时称为Local Supercluster)的中心。在     

基于LAMOST巡天的银河系结构演化研究新进展

银河系至少是目前唯一能够获得单个恒星三维空间和运动信息的星系,这使得它成为我们得以详细研究的最重要的星系.更好地了解银河系的组成及其演化在星系天文学中起着至关重要的作用.自Hipparcos时代以来,人们开始以数以万计的恒星为样本研究银河系,这使我们能够在太阳附近发现许多新现象. SDSS和2MASS等巡天将我们的视野扩展到银河系的更大体积,在恒星晕中发现了丰富的子结构. LAMOST巡天提供了1000多万个恒星光谱,极大地推动了我们对银河系的了解.本文综述了近年来基于LAMOST巡天观测数据开展的银河系研究新进展,特别是在银河系恒星晕的结构与演化、银河系外盘的形态与非稳态运动,以及银河系动力学质量和本地暗物质密度等方面进行了重点介绍.     

发射线星系巡天

一、观测从1981年起,北京天文台兴隆站的60/90cm Schmidt望远镜开始进行发射线星系物端棱镜光谱巡天。我们的巡天技术参数列于表1,为了便于比较,表1也列出了其他天文台的巡天技术参数。直到目前为止,我们的巡天对象主要是大熊和室女两个星系团(偶尔也拍摄其他天区)。     

自然信息

十亿光年长的星系宇宙中已知的最大结构可能是在英仙座和双鱼座间穿过天空的星系和星系团的一条巨大的链。这条链超过十亿光年,包括英仙座-飞马座超星系团,它是新墨西哥大学的戴维·巴塔斯基和杰克·伯恩斯利用分光观测方法发现的。     

自然信息

1963年,P. Brosche分析了对各类天体的观测数据后提出:从行星、恒星、星团到星系(特别是旋涡星系),甚至是星系团,它们各自的角动量J与质量M之间存在着一个简单的关系,即J与M的α次方成比例,α在5/3与2之间。七     

天体系统的自相似性

小行星、行星、恒星、星团、星系、星系团及超星系团等天体系统,按质量(10~(17)～10~(48)克)和大小(10~6～10~(26)厘米)形成层次或等级.英国剑桥大学的韦桑(P.S.Wesson)对层次宇宙学或等级式宇宙学研究了多年.前不久,他分析了天文界多年来的观测数据后指出,由万有引力作用结合在一起的各类天体系统是自相似的,即与这些天体系统的尺度大小无关.其自相似特征主要表现在两个分别反映天体系统密度律和自转律的无量纲量η1≡GρR~2/c~2和η_2≡ωR/c上.这里R是天体系统的典型尺寸,ρ、ω分别是该系统的平均密度和平均转动角速     

奥秘

罗马不是一天造成的,宇宙也不是。我们看到的早期宇宙,也许很大程度上是引力透镜夸大和扭曲后的样子。爱因斯坦给了我们一种想象:在我们和某遥远天体间的直线上存在一个星系,遥远天体发出的光被这个星系弯折、会聚后到达地球,在我们看来,这个遥远天体就被“放大”了,也更明亮了