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《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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永远无法抵达的终点——巨引源

2017-11-22 10:49:00

  地球自转的同时会跟随太阳系一起运动,而太阳系又是银河系的组成部分,它会毫无保留地听从召唤,跟随银河系一起运动。这种运动的速度之快,是你完全无法想象的 — — 银河系在宇宙空间的运行速度高达每秒600千米。可是银河系这架“超高速飞行器”,究竟要把太阳系、地球和我们带到哪里去呢?它的终极目标究竟是何处?

  初露端倪的巨大引力

  40多年前,一个国际天文学家团队正在对宇宙微波背景辐射(CMB)进行详细绘图,这是宇宙大爆炸时期留下的微弱痕迹。测绘中,科学家惊奇地发现,银河系一侧的温度似乎要比另外一侧稍高一些。虽然温差只有大约万分之一度,但这一差异恰恰证明了我们的星系正在空间高速运动,速度大约为每秒数百千米。研究人员推测,超引力的强烈吸引导致了银河系的高速运动,但因当时的探测手段有限,他们并不能解释这种超级引力具体来自何方。

  近日,一个由英美天文学家组成的观测团队终于有了重大发现,他们通过紫外波段拍摄到了室女座星系群的部分区域,这其中竟然包含了超过1300个星系,它们都挤在一片直径大约为6500万光年的区域内,这无疑就是隐藏在宇宙深处那个超级引力的杰作……

  它似乎正在用无法抗拒的强大引力,把周围上亿光年内的所有星系,包括我们的银河系,拖进它的无底深渊。要产生这样大的引力,这个神秘物体至少需要有上万倍银河系的质量。和这个吞噬星系的庞然大物相比,你还认为星系中心的巨型黑洞是宇宙中的超级怪兽吗?

  科学家将这股神秘的力量形象地比作一头“巨兽”,它隐藏在远离我们银河系的深邃黑暗空间,其巨大力量明显左右着银河系及河外星系的走向。虽然这个过程平静缓慢,但它释放的影响力却是不容抗拒和逃避的,任何抵抗都徒劳无功。科学家表示,这头“巨兽”犹如一块硕大的磁石,也许再过几十亿年,太阳系和银河系,当然也包括我们地球都会像铁屑一样被它牢牢地吸附过去,而这就是命中注定的结局。

  天文学家将这头看不见的“巨兽”命名为“巨引源” (The Great At-tractor),并希望尽快揭开它的神秘面纱。

  深藏不露的原因

  也许你会疑惑,如今人类的天文科学水平已经算是武装到了牙齿 — —太空里有能探测上千光年的太空望远镜,地下也有超大口径的天文望远镜,怎么会到今天都还无法确定具有如此巨大能量物质的具体位置呢?

  其实这一点也不奇怪,原因很简单,不管我们从哪个角度观测宇宙深空,都会遇到彼此遮挡的立体宇宙物质,这就像地球上一座高山会阻挡和遮蔽背后的低矮山峦。

  目前,科学家只能确定巨引源的大致方位,它位于南三角座和矩尺座方向,距离银河系约1.5~2.5亿光年。这个区域的中心是矩尺座星系团 — — 一个巨型的星系团,充满了古老的大型星系。由于星系十分密集,很多星系互相碰撞合并,辐射出大量的无线电波。

  不过,银河系银盘却恰好挡住了我们向这个方向观测的视线。银河系里充斥着各种不同形状的物质,包括恒星、气体、尘埃等 — — 所有这些物质都会阻挡我们的观测视线。尽管高科技不断赋予天文学家全新的观测手段,但想要透视宇宙,至少目前还是不可能的。

  所以,天文学家在绘制整个可观测宇宙中天体的分布地图时,总有一些地方是缺失的,这就是那些由于我们银河系自身的阻挡而导致观测无法进行的区域。对于这些区域,天文学家无奈地将其称作“隐匿带”(Zone of Avoidance)。

  这无疑是让全世界天文学家都备感困惑的一件事情。试想,地球跟随着太阳系,而太阳系却紧随银河系朝着那个具有超级神秘吸力的地方快速移动着,这不正像一条巨蛇张开了血盆大口想要吞噬青蛙吗?

  悲惨的命运似乎已然无法挽回,但更令人沮丧的是,青蛙知道自己将会“隐匿带”阻挡着我们继续观测宇宙深空命丧蛇口,我们却看不到可能戕害我们的巨兽,甚至不知道它究竟是什么。

  真实情况并不可怕

  当然,科学家的沮丧和悲观情绪并没有持续很久,关于X射线波段以及射电波段天文学的研究正在帮助我们“穿越”那些原本无法看透的厚厚尘埃气体云,以窥探宇宙中长期以来隐藏在我们视线之外的那部分区域的真面目。

  科学家对巨引源的全新解释,让人们悬着的心很快平复下来:地球和星系并没有偏离自己的运行轨迹,仍然在按照既定方向前进。也就是说,巨引源不是“巨兽”,充其量只是个领航员而已。

  我们知道,银河系属于室女星系团,它是由超过1300个星系共同构成的一个密集的星系集团,直径超过6500万光年。室女星系团与银河系和太阳系一样,都是由引力作用维系在一起的,在相互引力的作用下,经过漫长的时间,这些星系都会相互靠近。当然,虽然是相互吸引,但星系团的核心引力显然更强大,它是起主导作用的力,因此众多星系都会被它吸引、拉近。

  天文学家表示,我们的银河系和邻近的仙女座大星系预计将在大约50 亿年内相撞。因为天文观测发现,银河系与其他星系群及规模较小的星系团一起,正在朝着室女座星系团的核心区域运动,而巨引源本身就位于规模巨大的室女座超星系团的核心位置。

  如此看来,所谓的巨引源实际上很有可能就是宇宙中某个区域内物质聚焦的核心位置,这是130多亿年来宇宙各种演化过程最终结果的体现,也是宇宙中各类物质自由流动并不断累积的自然结果。和地球上的生灵万物一样,宇宙中的各类天体也都有着一套成熟而稳定的自然规律,只要没有所谓的“外力”干扰,它们都不会打破平衡。

  权威天文学家证实,我们的星系虽然正朝着巨引源方向行进,但我们永远也无法抵达那里,因为在我们到达之前,宇宙中强大的暗能量就会将矩尺座星系团(半人马座所在的星系团)推离我们,而且渐行渐远。因此,我们根本不会掉入巨引源,相反,我们只会离它越发遥远。由此看来,巨引源无非就是星系团引力,而引力只是宇宙星系的支撑骨架而已。

  躲在幕后的神秘力量

  随着对巨引源的研究逐渐深入,天文学家竟然发现,矩尺座星系团的质量远不能产生足够的引力,这就无以解释巨引源方向的引力异常。随后,他们又将目光转向了巨引源背后的夏普力超星系团。

  这是我们邻近区域中星系最为密集的一个超星系团,质量超过银河系的 1 万倍。它距离我们 6.5 亿光年,吸引着银河系和它所在的本星系团向它坠落。

  然而故事并没有结束,进入 21世纪后,天文观测发现,在夏普力超星系团附近,还有大量其他星系群和结构松散的星系团也在贡献着自己的引力。这就是目前天文学界对于巨引源的全部认知,究竟在夏普力超星系团背后,还有没有更大的质量聚集呢?我们只能等待未来的观测给出答案了 。

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