科學(xué)家找到最大的星系，到底有多大？顛覆你的想象

最近，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙一個巨無霸星系，說出來有些嚇人，我們一起來分享。借此機會，也普及一下星系的基本常識。

先了解一下什么是星系星系是宇宙中普遍存在的天體結(jié)構(gòu)，是一堆恒星擠在一起形成的一個大系統(tǒng)，俗稱宇宙島。星系形成的原因有各種解釋，還無定論。但一般認為，星系是宇宙大爆炸后10億年左右才形成的。但哈勃望遠鏡已經(jīng)拍攝到了宇宙大爆炸后4.5億年正在形成的星系，因此星系的形成時間應(yīng)該更早。

現(xiàn)代宇宙學(xué)標準模型理論認為，宇宙是在約138億年前的爆炸中誕生，宇宙大爆炸后一直在膨脹，溫度從初始的極端高溫漸漸冷卻下來，一直到大爆炸后38萬年后，溫度和密度才降低到允許中性原子形成。剛形成元素的宇宙只有氫和氦，還有極微量的鋰，這些元素在引力作用下相互凝聚，漸漸形成了大片星云團，原星系就這樣形成了。

原星系的星云團一方面收縮得越來越緊密，另一方面不斷吸收周圍氫和氦的加入，質(zhì)量變得越來越大。由于收縮不均衡以及星云團之間的相互運動影響，導(dǎo)致原星系漸漸旋轉(zhuǎn)起來，旋轉(zhuǎn)較快的就成為盤狀或漩渦狀，有的成為橢圓形。

隨著原星系云團密度越來越大，內(nèi)部由于引力作用又漸漸形成各自為政的小星云團，這些小星云團不斷收縮，漸漸形成了一顆顆恒星。

星系的主體是恒星，恒星形成后會吸附掉周邊的星云塵埃，因此恒星之間會變得越來越空曠。

但恒星、星云只是宇宙中的可見物質(zhì)，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，在宇宙空間，看得見的物質(zhì)只占4.9%，其余95.1%是看不見的暗物質(zhì)和暗能量。因此，暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中占據(jù)著主導(dǎo)地位，而暗物質(zhì)的引力作用是維系星系保持形狀的主要力量。

星系一般不會單獨存在，在引力相互作用下，總會抱團存在。最小的團叫星系群、團，大一些的團就叫超星系團，再大還有超超星系團，一直到巨大的天體結(jié)構(gòu)，到可觀測宇宙。如我們銀河系就是與50余個星系抱團形成一個群，科學(xué)家稱為“本星系群”。

在這個群里，仙女座星系是老大，銀河系是老二，三角座是老三。其余還有四十多個星系屬于矮星系，比較小，分別圍繞著老大老二在運動，因此可視為老大老二的衛(wèi)星星系。

本星系群又與上百個星系團群組合成超本星系團，在其中本星系群是一個很小的團體，超本星系團核心最大的星系團叫室女座星系團，包含有2500個以上的星系。在本超星系團之上還有拉尼亞凱亞超星系團，包含有10萬個以上的星系，我把這種級別的結(jié)構(gòu)叫做超超星系團。

在這個之上還有更大的天體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，整個宇宙就是這樣一層一層套疊起來的，一直到可觀測宇宙半徑465億光年。

而宇宙大尺度結(jié)構(gòu)是纖維狀或網(wǎng)狀的，有點像干絲瓜絡(luò)?，F(xiàn)在年輕人恐怕很少見到絲瓜絡(luò)，就是絲瓜長大長老了，風(fēng)干了剝?nèi)ネ馄?，里面的瓤就是絲瓜絡(luò)，早年很多農(nóng)村就用這個洗鍋或做鞋墊。

星系的纖維狀結(jié)構(gòu)就是所有星系組成了宇宙的纖維，就像在“絲瓜絡(luò)”的“絡(luò)”上，而“絲瓜絡(luò)”之間的空洞，則是極度真空的宇宙空間，里面的物質(zhì)幾乎都被引力抽走了，連暗物質(zhì)都不存在，但還有微弱的微波背景輻射。

宇宙具有各向同性的性質(zhì)，就是站在地球上不管往哪個方向觀測，宇宙看起來都差不多，星系的量也差不多。據(jù)哈勃空間望遠鏡等科學(xué)觀測，天文學(xué)家們經(jīng)過測算，可觀測宇宙的星系至少有幾千億到數(shù)萬億之多，甚至超過10萬億個。

星系的種類星系的分類方法很多，主要分為三類，即橢圓星系、螺旋星系、不規(guī)則星系。根據(jù)哈勃星系分類法，用E表示橢圓星系，S表示螺旋星系，Irr表示不規(guī)則星系。

橢圓星系又被分類成E0到E7，E0就是接近圓形，隨后從E1開始就橢圓得越來越厲害，到了E7就非常瘦長了。但這些星系不管從什么角度看，都有一個橢圓的外觀，沒有明顯的結(jié)構(gòu)。

橢圓星系一般年齡都較老，由于其很老，因此吸附了越來越多的宇宙物質(zhì)，或者由多個星系碰撞合并而成。在許多星系團里，核心都有一個橢圓星系，是星系的主引力源。

橢圓星系內(nèi)部最典型的特征就是老年恒星占絕大多數(shù)，新的恒星不再形成或極少形成。

漩渦星系是星系中心區(qū)域突起，邊沿較薄的鐵餅狀圓盤星系，會從核心隆起的核球周圍延伸出若干條螺旋狀旋臂，以漩渦式曲線延伸到星系邊際，就像一個風(fēng)車或臺風(fēng)構(gòu)造。

漩渦星系又分為正常漩渦星系和棒旋星系兩種，正常漩渦星系又分為a、b、c三種形狀，Sa型中心區(qū)大，旋臂較稀松并緊卷；Sb型中心區(qū)較小，旋臂較大并展開較多；Sc型中心區(qū)為一個亮核，旋臂大而松弛。

棒旋星系是漩渦星系中心有一個棒狀光柱的結(jié)構(gòu)，其旋臂與正常螺旋星系由核心涌出不一樣，看起來是從棒的兩端涌現(xiàn)。在螺旋星系中，大約有三分之二屬于棒旋星系。俺們銀河系就是一個棒旋星系。

不規(guī)則星系就是外形不規(guī)則，沒有明顯的核和旋臂，用Irr表示。不規(guī)則星系占所有星系約5%，是比較小的星系，一般只有太陽質(zhì)量的1億倍到幾十億倍，極少可達太陽質(zhì)量100億倍，因此這類星系也被稱為矮星系。這種星系分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型還有點螺旋；Ⅱ型毫無規(guī)則，亂七八糟。

除此之外還有一種叫透鏡星系，用S0表示。這種星系是橢圓星系向漩渦星系或棒狀星系轉(zhuǎn)化，還為成型的過度星系，由于其中的暗物質(zhì)不斷膨脹，因此具有天體天然透鏡功能，對天文學(xué)家們觀測遙遠的天體具有重要的放大作用。

宇宙中各種星系比例大致為：橢圓星系約占15%，漩渦星系約占80%，不規(guī)則星系約占5%。這只是一種說法，有些研究與這個比例有出入，另外透鏡星系目前發(fā)現(xiàn)不多，因此未列入比例。

那么，最大的星系到底是誰？這得分層次來說，距離我們最近的大星系是仙女星系（M31），它是一個漩渦星系，但與我們銀河系不同的是它核心沒有那根棒狀光柱，因此是一個較為典型的漩渦星系，是本星系群中最大的星系，其盤面直徑約22萬光年，質(zhì)量約為7.1*10^12個太陽質(zhì)量（包含暗物質(zhì)），恒星數(shù)量約為銀河系的2倍。

由于許多橢圓星系是幾個星系合并而成，巨大的引力不斷會吸附許多衛(wèi)星星系加入，且年齡超長，因此會長得很大。就在我們超本星系團里的核心，在室女座星系團中央，就有一個巨大的橢圓星系，叫M87星系。

M87星系核心有一個巨大黑洞，就是2017年鬧得沸沸揚揚，人類拍攝的第一張黑洞照片那個黑洞，僅黑洞本身就有65億顆太陽質(zhì)量。這個星系距離我們約5500萬光年，就是光要走5500萬年才到我們這里，整個星系的質(zhì)量約2.6*10^12個太陽質(zhì)量，這大概是不包括暗物質(zhì)的質(zhì)量，也就是可見物質(zhì)質(zhì)量，而銀河系可見質(zhì)量約為2*10^11個太陽質(zhì)量，這樣就比銀河系質(zhì)量至少大13倍。

但這種星系在宇宙中還只是個小ks。早在1931年，發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的科學(xué)家埃德溫·哈勃就發(fā)現(xiàn)了一個巨大的橢圓星系，這個距離我們10.45億光年的星系被命名為“IC 1101”。直到1991年，科學(xué)家們測量出了這個星系的直徑僅高達600萬光年。

但科學(xué)界對這個估計有爭議，即便按照爭議最小的估值200萬光年來看，這個星系也龐大得嚇人，是銀河系直徑的10多倍，其中包含的恒星至少有100萬億顆，而核心發(fā)出強大射電源的是個超大質(zhì)量黑洞，估算質(zhì)量有400~1000億個太陽質(zhì)量。

就在今年2月份，美國《趣味科學(xué)》雜志網(wǎng)站發(fā)了一則報道：荷蘭萊頓天文臺科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了迄今為止觀測到的最大星系，科學(xué)家們把這個星系稱為“阿爾庫俄紐斯”，這是古希臘神話中一個巨人的名字。

研究報告稱，這個星系距離地球30億光年，星系直徑達到1630萬光年，質(zhì)量約銀河系的2400億倍。這是個什么概念？就是說如果“阿爾庫俄紐斯”星系的恒星類型與銀河系差不多的話，按質(zhì)量測算，銀河系有4000億顆恒星，“阿爾庫俄紐斯”星系恒星就有960萬億億顆之多。

天啊，這也太顛覆認知了。這個星系核心也有一股射電源，也就是有一個超大質(zhì)量黑洞，但相比星系質(zhì)量，這個黑洞就很普通了，質(zhì)量只有太陽的4億倍，只有M87黑洞的1/16，IC 1101黑洞的1/100~250。

這是宇宙中最大的星系嗎？可以說肯定不是，因為人類現(xiàn)在對宇宙的發(fā)現(xiàn)和認識還很淺薄，相信隨著科學(xué)觀測手段的提升，未來還會發(fā)現(xiàn)更多更大的星系。你說呢？歡迎討論，感謝閱讀。

時空通訊原創(chuàng)版權(quán)，侵權(quán)抄襲是不道德的行為，敬請理解合作。