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本超星系團(local supercluster)本星系群所在的超星系團。20世紀50年代,G.de沃庫勒分析了視星等亮於13等的1000多個星系的分佈,發現這些星系集中在幾條帶上 。由此,他認為,絕大部分的較亮的星系屬於一個很大的扁平狀集團 ,稱為本超星系團。沃庫勒的看法為以後的研究所證實。本超星系團由本星系群、室女星系團、后發星系團及一些較小的星系群和團組成。其長徑在30百萬秒差距以上,厚約 2 百萬秒差距,質量中心在室女星系團附近。銀河系的位置較接近本超星系團的邊緣,離質量中心約10~12百萬秒差距。

1 本超星系團 -背景資料

本超星系團本超星系團

遠古時代,人們對宇宙結構的認識處於十分幼稚的狀態,他們通常按照自己的生活環境對宇宙的構造作了幼稚的推測。在中國西周時期,生活在華夏大地上的人們提出的早期蓋天說認為,天穹像一口鍋,倒扣在平坦的大地上;後來又發展為後期蓋天說,認為大地的形狀也是拱形的。公元前7世紀 ,巴比倫人認為,天和地都是拱形的,大地被海洋所環繞,而其中央則是高山。古埃及人把宇宙想象成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子,大地的中央則是尼羅河。

宇宙演化觀念的發展在中國,早在西漢時期,《淮南子·俶真訓》指出:「有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者」,認為世界有它的開闢之時,有它的開闢以前的時期,也有它的開闢以前的以前的時期。《淮南子·天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘,也存在著類似的見解。例如留基伯就提出,由於原子在空虛的空間中作旋渦運動,結果輕的物質逃逸到外部的虛空,而其餘的物質則構成了球形的天體,從而形成了我們的世界。

太陽系概念確立以後,人們開始從科學的角度來探討太陽系的起源。1644年,R.笛卡爾提出了太陽系起源的旋渦說;1745年,G.L.L.布豐提出了一個因大彗星與太陽掠碰導致形成行星系統的太陽系起源說;1755年和1796年,康德和拉普拉斯則各自提出了太陽系起源的星雲說。現代探討太陽系起源z的新星雲說正是在康德-拉普拉斯星雲說的基礎上發展起來。

1911年,E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖;1913年,伯特蘭?阿瑟?威廉?羅素則繪出了恆星的光譜-光度圖,即赫羅圖。羅素在獲得此圖后便提出了一個恆星從紅巨星開始,先收縮進入主序,后沿主序下滑,最終成為紅矮星的恆星演化學說。1924年 ,亞瑟·斯坦利·愛丁頓提出了恆星的質光關係;1937~1939年,C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恆星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定,並導致了科學的恆星演化理論的誕生。對於星系起源的研究,起步較遲,目前普遍認為,它是我們的宇宙開始形成的後期由原星系演化而來的。

1917年,A.阿爾伯特·愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個「靜態、有限、無界」的宇宙模型,奠定了現代宇宙學的基礎。1922年,G.D.弗里德曼發現,根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程,宇宙不一定是靜態的,它可以是膨脹的,也可以是振蕩的。前者對應於開放的宇宙,後者對應於閉合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一個膨脹宇宙模型.1929年 哈勃發現了星系紅移與它的距離成正比,建立了著名的哈勃定律。這一發現是對膨脹宇宙模型的有力支持。20世紀中葉,G.伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙模型,他們還預言,根據這一模型,應能觀測到宇宙空間目前殘存著溫度很低的背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫等人的預言。從此,許多人把大爆炸宇宙模型看成標準宇宙模型。1980年,美國的古斯在熱大爆炸宇宙模型的 基礎上又進一步提出了暴漲宇宙模型。這一模型可以解釋目前已知的大多數重要觀測事實。

2 本超星系團 -基本簡介

本超星系團包括銀河系在內的本星系群在人類看來已經是十分巨大的了,但它在宇宙中只是更高一級天體系統「本超星系團」的一小部分。除了太陽系之外,本超星系團還包括其他50來個星系團和星系群。本超星系團的直徑約在1~2億光年之間,核心部分在室女星系團。室女星系團包括2500個以上的成員星系。銀河系在本超星系團的邊緣附近,距離邊緣二三百萬光年。本超星系團的所有成員星系都在圍繞著本超星系團中心作公轉運動,銀河系的公轉周期大約是1000億年。

3 本超星系團 -本星系群

本超星系團本超星系團

1937年,霍姆伯格在分析了雙重星系和多重星系的分佈后認為,存在著一個「總星系雲」,尺度範圍100百萬秒差距.這是本超星系團最初的概念. 二十世紀五十年代中,沃庫勒重新提出關於本超星系團的概念,並為後來的研究證實,沃庫勒認為,本超星系團的長經為30~75百萬秒差距,它是許多星系雲和星系團的集合體,包括本星系群,室女座星系團,大熊星系團以及50個左右較小的群和團. 它們共同構成一個巨大的扁平狀天體系統其中亮於13.5等的明亮星系集中在天空中的一個大圓上,這個大圓稱為超星系赤道,大圓的極坐標在國際天文學聯合會銀道坐標系中是銀經47°.37,銀緯+6°.32.本超星系團的中心在室女星系團附近銀經283°銀緯+75°. 對沿超星系赤道的星系視向速度的分析表明, 本超星系團可能正在自轉和膨脹,目前銀河系繞團中心的公轉周期約為1000億年. 本超星系團的存在已為人們所公認,關於它的結構,特別是動力學性質尚待進一步研究。

本星系群只是本超星系團的一小部分。它除了太陽系所在的本星系群之外,本超星系團還包括其他50來個星系團和星系群:室女星系團,大熊星系團,以及許多比較小的星系群和星系團。本超星系團的直徑大體上在1億~2億光年之間,核心部分在室女星系團。室女星系團包括2500以上的成員星系。銀河系在本超星系團的邊緣附近,距離邊緣二三百萬光年。本超星系團的所有成員星系都在圍繞著本超星系團中心作公轉運動,銀河系的公轉周期大約是1000億年。

4 本超星系團 -星系分佈

本超星系團本超星系團

LSC的星係數值密度以室女座星系團為中心呈現與距離平方的關係掉落,顯示這個星系群不是被隨意選出來的。總之,明亮的星系(絕對星等大於13的)大多數集中在少數的星系雲(星系團組成的集團)內,98%的被發現在11個雲中(以明亮星雲數量遞減的順序排列):獵犬座星系團、室女座星系團、室女II(向南方延展)、獅子II、室女III、巨爵(NGC 3672)、獅子I、小獅(NGC 2841)、天龍(NGC 5907)、喞筒(NGC 2997)和NGC 5643。

位於盤面的明亮星系,三分之一屬於室女座星系團,其餘的都屬於獵犬座星系團和室女II雲,加上有些可能屬於NGC 5643的。在暈中的明亮星系也集中在少數幾個星系雲內(94%分佈在7個雲中)。這樣的分佈顯示超星系團盤面的「大部分地區都是巨大的空洞」 。能夠用來與觀測的現象比擬的是肥皂泡的結構。稍平的星系團和超星系團能在泡沫的交會處找到,它們是巨大的泡沫,在太空中接近球形(直徑的數量級在20-60 Mpc)的巨大空洞[7]。 場纖維的絲狀結構似乎佔了優勢。1個例子是長蛇-半人馬超星系團,最靠近LSC的超星系團,它從大約3千萬秒差距之處延伸至6千萬秒差距。

5 本超星系團 -層次結構

本超星系團本超星系團

行星是最基本的天體系統。太陽系中共有八顆行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。(冥王星目前以被從行星里開除,降為矮行星)。除水星和金星外,其他行星都有衛星繞其運轉,地球有一個衛星、月球,土星的衛星最多,已確認的有26顆。行星、小行星、彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉,構成太陽系。太陽占太陽系總質量的99.86%,其直徑約140萬千米,最大的行星木星的直徑約14萬千米。太陽系的大小約120億千米(以冥王星作邊界)。有證據表明,太陽系外也存在其他行星系統。2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系中大部分恆星和星際物質集中在一個扁球狀的空間內,從側面看很像一個「鐵餅」,正面看去則呈旋渦狀。

銀河系的直徑約10萬光年,太陽位於銀河系的一個旋臂中,距銀心約3萬光年。銀河系外還有許多類似的天體系統,稱為河外星系,常簡稱星系。現已觀測到大約有10億個。星系也聚集成大大小小的集團,叫星系團。平均而言,每個星系團約有百餘個星系,直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。若干星系團集聚在一起構成更大、更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形,其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團,只有少數超星系團擁有幾十個星系團。本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。目前天文觀測範圍已經擴展到200億光年的廣闊空間,它稱為總星系。

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