“南极墙”被发现 距离地球很近 却一直被遮挡(组图)

发表在《天体物理学》杂志上的一篇论文显示,科学家在地球“附近”,也就是5亿光年的位置发现了“南极墙”,也被称为“南极长城”。

这又是何方神物?竟然被描述为一堵墙,或者是长城?

这种巨大的宇宙结构并非是第一次被发现,在此之前人们已经在宇宙中发现了5个巨大的,由星系、气体、尘埃构成的物质结构以及空无一个的空洞。

例如目前已知最大的武仙-北冕座长城,跨度达到了100亿光年,这是个啥观念,可观测宇宙的直径920亿光年,也就是说这个物质结构竟然占到了约整个宇宙的1/10。

这个名字的来源是因为这个结构在地球上看来它正好坐落在了武仙座和北冕座这两个星座之间。

除此之外,人类发现的巨大的宇宙长城,还有CfA2长城、史隆长城,巨大的空洞有牧夫座空洞和波江座空洞。

而这次新发现的“南极长城”物质结构,其特点在于它距离地球非常近,只有5亿光年,而其他的宇宙超结构都在数十亿、甚至数百亿光年。

而且“南极长城”的尺度达到了14亿光年,可以和史隆长城的尺度相媲美,其中包含了数万个星系,从南半球的天燕座一直延伸到了北半球的英仙座。

而之所以科学家将其称为“南极长城”的原因是,这个巨大的物质结构质量的绝大部分都集中在了南极天区,因此称其为“南极墙”。

可能你还会奇怪的是,为何科学家要将宇宙中这种巨大的物质结构称其为“长城”或者“墙”呢?

其实没啥特殊的意思,只是一种比较形象的比喻而已。

我们知道在宇宙中的物质分布基本上是均匀且各项同性的,但是这并不意味着所有的物质都会随机分布,星系在大尺度上依然会在引力的作用下形成由细丝构成的类似于宇宙网的结构。

在每条结构细丝上星系就像是穿在一起发光的珍珠一样,而在细丝于细丝的中间被上文我们所说的巨大宇宙空洞所隔开。

这样的物质结构在大尺度上看,就跟“墙”以及“长城”不叫相似,这就是科学家这样起名的原因。

为什么如此近的巨大物质结构,直到今天才被人们发现?

你可能会想,我们能看到最远的星系已经有130亿的历史,这些星系已经分布在了距离地球数百亿光年之外,为什么我们这些年就看不见在地球5光年之外的巨大物质结构呢?

其实原因在于,我们还真的是看不见它们。上文说了,这些物质结构主要分布在南半球的天区,而从地球的南半球看去,这些物质结构都被银河系盘面中明亮的恒星、黑暗的气体、尘埃大部分遮挡住了。

所以仅仅靠观察,我们很难发现这些物质结构所具有的引力联系。

既然看不见,那我们又是如何发现它的呢?

像是2014年科学家发现,有银河系、仙女星系组成的星系群,并不仅仅存在于更大的结构室女座超星系团,其实整个超星系团还和其他的三个超星系团之间有引力联系,构成了一个更加巨大宇宙结构:拉尼亚凯亚超星系团。

这个超级星系团的范围有5亿光年,十分庞大,那科学家有时如何发现这个结构的呢?

其实从星系在宇宙中的运动就能得出来,银河系在宇宙中的运动速度我们可以通过在微波背景辐射中看到的由于星系运动造成的红移和蓝移算出来。

在排除了我们已知附近星系、星系团的影响后,我们发现银河系还在受到其他引力源的影响,而在观察了大量星系在宇宙中的运动速度以后,我们找到了这个巨大的引力源。

就是拉尼亚凯亚超星系团的中心。这就是我们发现大型结构的一种方法。

其实跟这次发现的“南极墙”的方法基本上一样。一个星系相对于我们在宇宙中的运动速度包含了两方面,一个是由宇宙膨胀引起的,叫做膨胀速度;一个是由引力源的拉扯引起的,叫做本动速度。

这两个速度叠加在一起,就是星系在宇宙运动的真实速度。

我们可以通过哈勃膨胀定律算出特定距离星系远离我们速度,然后在根据星系红移算出星系的真实速度,两者相减,就是一个星系的本动速度。这个速度是由引力源造成的。

科学家通过分析了一个名为Cosmicflows-3的数据库,该数据库包含了近18000个星系的数据,通过计算这些星系的本动速度,就能发现它们之间的相对速度,以及之间可能的引力联系,并且发现影响这些星系巨大的引力源。

通过计算科学家发现在“南极墙”与地球之间的星系,它们的真实速度比哈勃膨胀率所带来的膨胀速度要快每秒30英里,这个额外远离地球的速度就是由引力源引起的本动速度。

而在“南极墙”之外的星系,比哈勃膨胀所带来的速度要慢,这是引力引力源的减速造成的。

因此科学家就绘制出了南极天区这些物质的三维分布图。发现了这个有引力联系的巨大物质结构。

这个巨大的结构在南极上空的密度最大,距离我们5亿光年,并且向北弯曲,靠近银河系,最短的距离为3亿光年。

不过这些星系整个向南极天区密度较大的位置移动,而这个结构正在缓慢的靠近距离地球6.5亿光年之外沙普利超星系团移动。

根据研究这些宇宙中局部的大型结构,我们就能知道星系之间的引力如何影响宇宙的膨胀,也能知道未来宇宙中的物质结构的演化方向。

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