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  国际天文学家团队研究了一个极端炽热、超大质量的年轻星系团——遥远宇宙中已知的最大星系团,他们动用的望远镜包括位于智利阿塔卡玛沙漠的ESO甚大望远镜(VLT)、阿塔卡玛宇宙(射电)望远镜,以及NASA的钱德拉X线空间望远镜。研究报告已经公布在2012.1.10于德克萨斯州奥斯汀市召开的第219届全美天文学大会上。

遥远的相撞中的星系团的合成图像

  新发现的星系团昵称El Gordo——西班牙语中,意为“大个子、大胖子”,它由两个单独的子星系团对撞而成,碰撞时速达数百万公里(~500km/s)。由于它距离我们极远,星系发出的光需要几十亿年才能到达地球(红移z=0.87)。

  研究团队领导、美国罗格斯大学的Felipe Menanteau解说: “在如此遥远及更远距离上,它是已知质量最大、温度最高、发射X线辐射最多的星系团。我们为此投入了大量的观测时间,令我们高兴的是,我们赌对了——发现了颇不寻常的星系团相撞。”

  在宇宙中,星系团是通过引力维系在一起的最大天体。它们形成的过程——小星系群合并的过程,与当时的暗物质、暗能量的密度紧密相关。因此,研究星系团就是这些神秘的宇宙黑箱中漏出的一丝光芒。

  团队成员、同样来自罗格斯大学的杰克休斯(Jack Hughes)说:“这样的巨型星系团正是我们计划要寻找的。我们正想看看,借助当前最好的宇宙模型,能否解释那些极端天体是怎样形成的。”

  由罗格斯大学和智利天文学家领衔的团队,通过测量宇宙微波背景辐射的不均衡程度发现了El Gordo。宇宙背景辐射是137亿年前宇宙大爆炸后,稠密而炽热的宇宙空间辐射的暗弱余辉。当这些辐射余辉与星系团中炽热等离子体的电子相遇时,电磁相互作用就会在背景辐射中留下印迹(注2)。星系团越大越稠密,印迹越明显。El Gordo就是在阿塔卡玛宇宙望远镜的背景辐射巡天中发掘出来的。

  团队使用ESO的VLT测量了巨大星系团中相撞星系的速率,和它们离地球的距离;还用钱德拉X线望远镜研究了星系团的热气体。

  虽然像El Gordo这样巨大而遥远的星系团很罕见,但研究报告的作者们认为,新成果还是与我们当前对宇宙的主流认识相符:大爆炸后的宇宙主要由暗物质、暗能量主宰。

  El Gordo的形成很可能与子弹星系团类似,后者是一个离地球约40亿光年、壮观的相互作用星系团。在两个星系团中,都有证据表明,主要由炽热的发射明亮X线的气体组成的普通物质,远远落在暗物质后面。原因是普通物质在相撞时(因电磁相互作用而)减速,而暗物质不会。

子弹星系团的多波段合成图像

  El Gordo的形成很可能与子弹星系团类似,后者是一个离地球约40亿光年、壮观的相互作用星系团。在两个星系团中,都有证据表明,主要由炽热的发射明亮X线的气体组成的普通物质,远远落在暗物质后面。原因是普通物质在相撞时(因电磁相互作用而)减速,而暗物质不会。

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channelId 1 1 天文学家发现宇宙中最大星系团(图) 1 国际天文学家团队研究了一个极端炽热、超大质量的年轻星系团遥远宇宙中已知的最大星系团,他们动用的望远镜包括位于智利阿塔卡玛沙漠的ESO甚大望远镜