銀河系附近有巨大空洞,寬度1.5億光年,我們會被吸進去嗎?
在宇宙中,恆星、星雲通過引力束縛在一起,形成了星系,我們的銀河系就是其中之一。銀河系與鄰近的幾十個星系通過引力形成了本星系群,而本星系群又是更大的室女座超星系團的一部分。星系在宇宙中形成巨大的網路,由於空間膨脹,這張網正在變大,大部分星系之間的距離都在變遠。
星系不僅隨著宇宙的整體膨脹而運動,它們還會對周圍質量較大區域的引力產生反應。因此,相對於宇宙的整體膨脹,距離較近的星系正朝著空間中密度最大的區域移動,遠離質量較小的區域。這樣,宇宙中就會形成空洞。
早在1987年,天文學家就注意到,我們的銀河系並非是在宇宙中最熱鬧的地方,而是處於一個廣闊真空區域的邊緣,天文學家稱之為本地空洞。雖然本地空洞已經被發現了數十年,但由於它位於銀河系中心方向的後方,大量的星際塵埃和恆星嚴重遮擋我們的視野,因此天文學家對它的了解還十分有限。
最近,夏威夷大學的天文學家Tully和他的團隊[1]測量了1.8萬個星系的距離和運動,首次較為精確地繪製出了銀河系附近的本地空洞的大小和形狀。通過對星系運動的觀測,天文學家推斷出與星系運動有關的質量分布,並繪製出我們所在宇宙的三維地圖。2014年,他們用同樣的方法發現了由超過10萬個星系組成的超星系團——這就是室女座超星系團所在的拉尼亞凱亞超星系團。
30年前的一項研究發現,銀河系的運動偏離了宇宙整體膨脹速度超過600千米/秒,這個問題一直困擾著天文學家。如今這項新的研究表明,這種異常運動一半是由2億光年外的巨引源(一個巨大引力中心)造成的,還有一半是由本地空洞的膨脹所造成的。巨大的室女座星系團把銀河系拉向它,而本地空洞會把銀河系推開。
雖然銀河系處在巨大的空洞邊緣,但我們並不會被吸進去。因為空洞的物質密度極低,引力效應非常弱,所以銀河系其實是在遠離空洞,我們的星系會被其他星系團的引力吸引過去。
據估計,本地空洞的寬度至少可達1.5億光年。這是一個深不可測的宇宙空洞,其中包含的星系非常。而且本地空洞似乎正在逐漸膨脹,變得越來越大,構成空洞邊緣的本星系牆正以260公里/秒的速度遠離空洞中心而去。
天文學家認為,空洞的形成與引力作用有關。宇宙中的大部分星系會通過引力相互吸引,從而形成星系群、星系團以及超星系團,導致空間中出現大片的空洞。
參考文獻
[1] R. Brent Tully, Daniel Pomarède, Romain Graziani, et al., Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void, The Astrophysical Journal, 2019, arXiv:1905.08329.
※地球年齡如何測出為45億年?
※如果把1噸鐵球扔到海里,它的下沉速度會一直加速還是會變勻速?
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