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想象一下,如果我們沒有看到銀河系以外的任何物質,我們對宇宙的理解將多麼不同。

影象中心顯示的是星系MCG + 01-02-015,它位於巨大宇宙空間內部,這是一個螺旋星系。它是如此孤立,以至於如果人類以同樣的速度位於這個星系中,而不是以我們自己的速度發展天文學,那麼直到1960年代,我們都不會發現銀河系以外的星系。(ESA / HUBBLE&NASA和N. GORIN(STSCI);致謝:JUDY SCHMIDT)

宇宙的角落充滿過多的明亮,附近的星系照亮了穿過宇宙的路。

大麥哲倫雲(右上)和小麥哲倫雲(左下)在南部天空可見,並幫助指導麥哲倫在500年前的著名航程。實際上,大麥哲倫雲距離我們大約160-165000光年,而小麥哲倫雲距離我們略遠,大約198000光年。與三角座和仙女座一起,這四個星系肉眼不可見。(歐洲南方天文臺ESO/S.布魯尼爾(S.BRUNIER))。

一個世紀前,我們後院的旋渦星系和橢圓星系向我們展示銀河系並不孤單。

這幅19世紀40年代中期的素描是有史以來第一幅揭示夜空中任何星雲旋渦結構的素描,現在已知的一個旋渦星系,梅西葉(Messier)51(渦狀星系),是銀河系以外研究得最好的星系之一。

(威廉·帕爾森(WILLIAM PARSONS),第三羅斯爵士(羅斯爵士))。甚至更早的天文學家們仍然有大量明亮的星系,它們可以用望遠鏡觀察。

在室女座星系團中選擇大約2%的星系。大約有1000個大星系在室女座星系團中,其中很大一部分是在十八世紀發現的。室女座星系團距離銀河系大約5000到6000萬光年,是極近的宇宙中最大的星系團。(弗裡克的約翰鮑爾斯(JOHN BOWLES OF FLICKR))

通過測量這些星系的速度和距離,我們發現了宇宙在膨脹。

膨脹宇宙的“葡萄乾麵包”模型,相對距離隨著空間(麵糰)的膨脹而增大。兩個葡萄乾彼此之間的距離越遠,在接受到光時觀察到的紅移越大。通過膨脹的宇宙預測的紅移距離關係在觀測中得到了證實,並且與20世紀20年代以來所知的一致。(美國航空航天局(NASA)/威爾金森微波各向異性探測器科學團隊(WMAP SCIENCE TEAM))

沒有它們,我們可能永遠無法理解宇宙起源:熾熱的大爆炸。

不幸的是,並不是每個宇宙觀測者都能如此幸運。

如KIPAC/Stanford模擬所示,暗物質流驅動星系團的聚集和大規模結構的形成。雖然恆星、星系和星系團出現的位置是最引人注目的,但是分離物質豐富的結構的巨大的宇宙縫隙對於理解宇宙同樣重要。(歐·哈恩(O.HAHN)和T.亞伯(T.ABEL)(模擬);拉爾夫·克勒(RALF KAEHLER)(視覺化))

大多數星系聚整合群、團或著絲狀,但是有些存在於低密度區域。

這張圖顯示了銀河系中超密度和欠密度區域的相對吸引和排斥效應。請注意,儘管附近簇集和團集了大量的星系,但也有大區域的極少星系:宇宙空隙。雖然附近有一些實質性的巨洞,但在遙遠的宇宙中發現了更大更低密度的巨洞。(耶胡達·霍夫曼(YEHUDA HOFFMAN),丹尼爾(DANIEL POMARÈDE),R.布倫特·塔利(R. BRENT TULLY)和海倫·庫爾圖瓦(HÉLÈNE COURTOIS),自然美天文學 1, 0036(2017))

然而,在這些極度欠密度區域,有時候星系仍然會形成。

儘管星系MCG+01-02-015離地球只有2億9300萬光年,在大約方圓1億光年內,沒有其他星系圍繞它。據我們所知,它是宇宙中最孤獨的星系。(歐洲航天局(ESA)/哈勃(HUBBLE)及NASA和N.戈蘭(N.GORIN)(STSCI);致謝:朱迪·施密特(JUDY SCHMIDT))

儘管它離我們只有2.93億光年,但是相對而言,MCG + 01-02-015星系在各個方向上都沒有其他星系圍繞著約1億光年。據我們所知,這是宇宙中最孤獨的星系。(ESA / HUBBLE&NASA和N. GORIN(STSCI);致謝:JUDY SCHMIDT)

這就是MCG+01-02-015星系,它可能是宇宙中最孤獨的星系。

雖然經過長時間曝光,MCG+01-02-015的深度影象似乎顯示了許多星系在其附近,大多數距離遙遠(少部分近一點),但是沒有一個星系在其1憶光年內。(歐洲航天局(ESA)/哈勃(HUBBLE)及NASA和N.戈蘭(N.GORIN)(STSCI);致謝:朱迪·施密特(JUDY SCHMIDT))

在各個方向上,我們發現它的1億光年內沒有其他星系。

在大星團和宇宙纖維之間是宇宙巨洞,其中一些巨洞的直徑可以跨越數億光年。雖然一些巨洞的範圍比其他的更大,但是MCG+01-02-015是特殊的,因為它的密度如此之低,它只包含這一個已知的星系,而不是隻有幾個星系。然而,畢竟這個區域可能存在小而低的表面亮度星系。(安得烈Z.卡爾文(ANDREW Z.COLVIN)(CROPPED BY ZERYPHEX)/維基共享資源(WIKIMEDIA COMMONS))

如果我們在那裡長大,直到20世紀60年代,我們通過望遠鏡都不會觀測到其他的星系。

義大利的天文學家保羅·馬費伊(Paolo Mafferi)在紅外天文方面的有前途的研究中發現了銀河系平面的星系,像馬費伊1和2。1967年發現的左下角的巨型橢圓星系馬費伊1是距銀河系最近的巨型橢圓星系。需要將技術提升到大概這種水平,使能探測到MCG+01-02-015以外的單個星系。(WISE任務;NASA/JPL--CALTECH/UCLA)

也許我們真的很幸運:我們在宇宙中的偶然位置讓我們能夠理解它。

室女座超星系團的各種星系聚集在一起。在最大尺度上,宇宙是均勻的,但當你看向星系或者星團尺度時,超密度和欠密度區域占主導地位。這幅圖標出了銀河系附近的星系(以我們為中心),如果它以宇宙中現在已知的最孤獨的星系為中心,那麼它將只有一個確切的星系在這上面,即MCG+01-02-015。(安得烈Z.卡爾文(ANDREW Z.COLVIN),通過維基共享資源(VIA WIKIMEDIA COMMONS))

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Ethan Siegal-小生

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 美國宇航局公佈發現最遙遠天體的細節:或揭示行星最初誕生的起源