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  大个子:这是科学家们在遥远距离尺度上观测到的最大星系团,让我们得以一窥宇宙大爆炸之后最初一段时期内的情景

  宇宙大碰撞:对该星系团的X射线波段观测发现这其实是两个正处于碰撞过程中的单独星系团

  北京时间1月18日消息,据国外媒体报道,这里所展示的这张图像是一个极其罕见的最大规模星系团之一,距离地球有70亿光年之遥。这种距离尺度意味着我们现在所看到的影像来自宇宙诞生伊始。这是我们在这一时间和距离尺度上迄今所观察到的最大和最亮的星系。这一星系团已经被命名为ACT-CL J0102-4915,另外它还被取了一个昵称,叫做“El Gordo”,在西班牙语中意思为“大个子”。之所以用西班牙语,是因为它是在南美洲智利使用那里的阿塔卡玛宇宙学望远镜所发现的。

  不过这个昵称仅仅概括了这一星系团的一方面特征,它距离地球远达70亿光年。菲利普·梅南蒂奥(Felipe Menanteau)来自美国新泽西州罗格斯大学,他说:“这一星系团是我们在这一距离和更远距离尺度上迄今所观察到的质量最为巨大,温度最高,X辐射最剧烈的星系团。”

  他和小组同事杰克·休斯(Jack Hughes)都表示:“像这样的大质量星系团正是我们搜寻的目标。”他们说:“我们想要知道我们是否了解这些大质量星系团的形成机制,以此检验我们现有最佳的宇宙学模型。”

  尽管“大个子”星系团这样的规模和距离尺度确实非常罕见,但是科学家们相信他们可以利用现有的宇宙学标准模型理解其形成的过程。在这一模型中,宇宙主要由暗物质和暗能量构成,最初诞生于137亿年前的一次大爆炸。

  星系团是宇宙中由引力维系的最大尺度天体,它们是由更小规模上的星系和星系团逐渐在引力作用下聚合形成的。由于这种形成过程取决于宇宙中暗物质和暗能量的多寡,因此对这种星系团进行研究将可以反过来帮助我们加深对暗物质和暗能量的了解。

  我们无法直接看到暗物质,但是由于它们会对周遭空间施加引力作用,因而可以被我们探测到。不过由于它们不和任何电磁波发生相互作用,我们对它们的了解也仅仅就停留在其引力作用的程度上。而暗能量则更加神秘,这是一种假想中充斥着整个宇宙空间的“物质”,它最大的特点是具有“负压力”,即它会推动宇宙向外膨胀并不断加速。

  科学家们能够发现“大个子”星系团的存在,还要感谢苏尼阿耶夫-泽尔多维奇效应,即所谓的SZ效应。在这一现象中,宇宙微波背景辐射发出的光子和星系团等天体内部高温气体中的电子发生相互作用,在此过程中光子获得能量,其结果是造成信号的扭曲,从微波背景辐射偏向星系团的方向。这种扭曲的程度取决于高温电子温度的密度,以及星系团本身的大小。美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜和8米口径的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)的观测发现“大个子”星系事实上是两个独立的星系团正相向而行,以每小时700万英里(约合1126.5万公里)的速度相互接近。

  这一特征和其它一些方面的特点让这一星系群很像是另一个我们较为熟知的天体,即“子弹星系团”,但是后者距离地球要比前者近将近40亿公里。就像子弹星系团中的情况一样,有证据显示“大个子”星系团中的常规物质(主要是明亮的发出X射线的炙热气体)和暗物质已经发生分异。在两个星系团的碰撞过程中,正常物质在撞击时由于摩擦减速,但暗物质则丝毫不受影响,径直通过撞击区。

  来自智利天主教大学的克里斯托巴尔·赛弗(Cristobal Sifon)说:“这是我们首次在如此远的距离尺度上观测到具有和子弹星系团类似情况的星系团天体。”他说:“这一发现的意义就像是一句谚语说的那样:如果你想知道前进的方向,那么你就该先了解自己曾经到过的地方。”(晨风)

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channelId 1 1 70亿光年外最大星系团发生剧烈碰撞(图) 1 这里所展示的这张图像是一个极其罕见的最大规模星系团之一,距离地球有70亿光年之遥。这种距离尺度意味着我们现在所看到的影像来自宇宙诞生伊始