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室女座超星系团:距离银河系约5000万光年的大星系团,是银河系的运动方向。
(注:文中数据来自sdss-iv、wap、2df星系红移巡天等项目,以及《宇宙大尺度结构》《本地宇宙的演化》等文献。
)(本地空洞科普五部曲·第一篇)本地空洞(宇宙空洞)科普长文·第二篇:暗物质的“隐形骨架”
与银河系的“郊区生活”
当我们用sdss-v(斯隆数字巡天第五阶段)的望远镜指向本地空洞的方向,屏幕上不会出现璀璨的星系团,只有一片稀疏的光点——像撒在黑色绒布上的碎钻,偶尔有几颗稍亮的“钻石”
(比如室女座星系团),其余都是模糊的背景。
但天文学家知道,这片“空旷”
之下藏着宇宙最复杂的“隐形结构”
:暗物质的骨架、星系与气体的流动,以及银河系“郊区生活”
的全部秘密。
第一篇我们揭开了本地空洞的“位置与轮廓”
,这一篇要钻进它的“物质肌理”
——看暗物质如何支撑起这个“宇宙洞穴”
,看它与周围纤维结构的“物质交换”
如何喂养银河系,看我们如何在这个“郊区”
里,过着受暗物质引力支配的“宇宙生活”
。
一、本地空洞的“物质账本”
:暗物质占85,普通物质是“稀有品”
宇宙的“物质构成”
是个永恒的谜题,而本地空洞是解开这个谜题的“天然实验室”
。
根据引力透镜观测(gravitationallensg)和宇宙学模拟(sologicalsiutions),本地空洞的总质量约为12x101?倍太阳质量,其中:暗物质:占85(约102x101?倍太阳质量),像一张无形的“骨架”
,支撑着空洞的结构;普通物质(重子物质):占15(约18x101?倍太阳质量),主要以恒星、气体和尘埃的形式存在,集中在本星系群和室女座星系团。
1暗物质的“证据链”
:从引力透镜到星系运动暗物质看不见、摸不着,但它的“引力指纹”
无处不在:引力透镜效应:本地空洞周围的暗物质晕会弯曲背景星系的光线,形成弧状结构或多重像。
比如,sdss-v观测到,背景星系“j1000+0221”
的光线被本地空洞的暗物质晕弯曲,形成了一个完美的“爱因斯坦环”
——这是暗物质存在的直接证据。
星系的“超光速”
运动:本星系群中的星系(比如银河系、仙女座星系)运动速度约为300公里秒,远超过可见物质(约1x1012倍太阳质量)的引力所能支撑的“逃逸速度”
(约150公里秒)。
多出的150公里秒,正是暗物质的引力贡献——它像一根“隐形的绳子”
,把星系拴在空洞里。
,!
2普通物质的“聚居地”
:本星系群与室女座星系团本地空洞的普通物质非常“集中”
,90以上都在两个区域:本星系群:包含银河系、仙女座星系(31)、三角座星系(33)等约50个小星系,总质量约15x1012倍太阳质量。
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