宇宙中的星系

宇宙的庞大总令人心生畏惧，每当人类思考自身在宇宙中所处的位置时，常常会发现其自身的渺小。

无论人类文明历史有多悠久，科技革新有多厉害，所有一切放在宇宙中都不值一提。

因为它超越了我们所有的认知，时间和空间在这里彷佛不存在，物质和欲望在这里也变得虚无起来。

人类在今天借助自己的科技和学识窥探着宇宙的奥秘，尽管我们的寿命十分有限，但在仍不妨碍我们进一步去观察。

距离地球约 6000 万光年一个星系

我们身处的银河系作为众多星系中的一个。

它由恒星、恒星残骸、星际气体、尘埃和暗物质组成，在引力的作用下，众多物质连接成一体。

而银河系自己也并不孤独，在它周围，还有仙女座、大麦哲伦星云、小麦哲伦星云和三角座星系。

为何人类总是迫切地研究着星系中的一切？

因为这对于我们了解整个宇宙和星系的发展至关重要，科学家可以借助引力分析和辐射测量来推演宇宙变化的过程，以及可能的未来。

很多时候我们从太空望远镜的图像中可以看到，浩瀚壮观的星系和星云静静地停靠在宇宙的任意位置。

不过它们并不是静止的，即使是星系，它们之间也会进行互动，就像太阳系中的其他天体一般。

星系融合可能会是这样

星系之间的相互作用来自早期宇宙形成后，大爆炸带来的微小的量子涨落的结果。

星系的演化和发展离不开初期的运动作用，当然最主要的还是星系之间的潮汐相互作用。

星系之间的活动会带来星系的改变，一些未遂事故可能会导致它们翘曲变形，并导致一些气体和尘埃的交换。

当两个星系直接穿过彼此，并有足够的相对动量不会合并时就会出现碰撞。

哈勃分类出的星系

但相互作用星系内的恒星通常不会发生碰撞，两种形式中的气体和尘埃会互相作用。

有时恒星便是在这种作用下产生，星系内的恒星系统彼此间的距离比我们想象的更加遥远。

对于星系来讲，融合后便会再一次改变自身的形状。

层层包裹的星系

星系的演化在宇宙中通常是以亿年为单位，时间跨度非常漫长。

而在更大的结构尺度中，比星系更壮观的星系团和超星系团则显得更加光怪陆离。

离开银河系，便是本地星系群，这里大约有50个星系，最大的是仙女座，其次便是我们的银河系。

本地星系群中的星系横跨了直径约1000万光年的区域，但这仍不是我们的全部。

仙女座星系

室女座超星系团，它是在本地星系之上更大的一个宇宙结构。

其本身包含室女座星系团和本星系群的星系，科学家推测里面至少有100个星系群和星团位于其1.1亿光年的直径内。

这是可观测宇宙中约1000万个超星系团之一，并且位于双鱼座-鲸鱼座超星系团复合体中，属于星系细丝的一部分。

当我们看向这里时，银河系显得是如此渺小，其内部的结构和空间的跨度超越了时间本身，时间在这里显得毫无意义。

拉尼亚凯亚超星系团及其组成星系团地图

而这仍不是宇宙所有，在室女座之上，拉尼亚凯亚超星系团才是这一切的所有者。

拉尼亚凯亚，在夏威夷语中意为“开阔的天空”。

它的发现来自夏威夷大学的理查德·布伦特·塔利，以及里昂大学和希伯来大学等众多天文研究所。

拉尼亚凯亚超星系团包含大约100000个星系，延伸超过5.2亿光年，其大小为银河系的100000倍，并由四个部分组成。

除了室女座超星系团，还有九头蛇-半人马超星系团、孔雀-印度河超星系团和南部超星系团。

拉尼亚凯亚的可视化图像

过去几十年里，科学家一直在研究宇宙的引力结构，天文学家认为，我们所在的银河系应该位于本地超星系团的边缘。

它是一个以室女座星系团为中心，宽约1亿光年的结构内。

早期由斯隆数字巡天的观测结果显示，天文学家在宇宙中看到了更大的结构，规模达到数亿光年。

通过星系在宇宙红移的计算中，科学家能够计算出它们的3D模型。

斯隆巡天观察到的星系

在最大的尺度中，宇宙看起来就像是一个庞大的网络，恒星连接星系，星系与星系群聚集。

许多结合在一起的群体会形成星系团，而星系团发生合并会形成更大的星系团。

如今能够观察到的最大尺度正是超星系团，夏威夷大学的科学家们采取了不同的方法来了解它们。

比如星系的特殊速度，这是星系因自身的引力而产生的运动。

宇宙网的增长和宇宙中的大尺度结构

在这一运动中，星系彼此远离，银河系包括其他大量星系正朝着宇宙中的巨引源移动。

它位于1.6亿光年外的半人马座、诺玛和九头蛇星团附近的密集区域。

宇宙之下

科学家为了了解超星系团之间的位置，塔利教授带领的团队绘制了星系的运动图，以此来推断当地宇宙的引力景观，并重新绘制了地图。

银河系所处的位置

要想计算这段内容，该团队使用了一个数据库-2（宇宙流-2），它是由8000多个星系的距离和特殊速度的汇编。

数值方面主要来自于螺旋的光度-线宽相关性、塔利-费舍尔关系（螺旋星系的质量或固有光度与其渐进旋转速度，或发射线宽度之间的经验关系）等。

利用这些数据在减去宇宙膨胀的平均速度后，科学家们得到了相关结果。

这种方法优于仅仅绘制物质位置的地图，因为它可以让科学家绘制出宇宙未知区域的地图。

从观测方式来看，它依赖于星系的影响，而不是直接观测。

另外，星系的运动反映了所有物质的分布。

在不考虑宇宙膨胀的情况下，夏威夷的科学团队显示了在其它区域的重力影响下蠕动的流线。

基于这种运动，塔利带领的团队将超星系团的边缘定义为这些流线发散的边界。

在这条线的一侧，星系流向引力中心，然后越过它流向另一个。

整个过程看起来就像分水岭上的分水线流向高地的左侧，或者是右侧。

拉尼亚凯亚的“流体”模型

相关分析还揭示了超星系团的其他结构，其中包括英仙座-双鱼座的独立超星系团，以及一个名为“夏普利”的遥远集中点。

它的位置大约在6.5亿光年外，而拉尼亚凯亚正在向这里移动。

拉尼亚的结构分析来自现有的数据，爱沙尼亚塔尔图天文台的科学家认为：

未来随着拉尼亚凯亚的进一步观察，它可能会发生变化，如今拉尼亚凯亚的确切边界并没有那么明确。

此处显示的已识别星系，由白点圈出

由于特殊速度计算所依赖的测量距离在3亿光年外十分罕见，所以科学家很难弄清楚那里发生了什么。

而塔利则说了一句很有趣的话：

“如今拉尼亚凯亚正向夏普利走去，我们的超星系团可能只是大象的躯干。”

目前塔利带领的团队基于拉尼亚凯亚的研究划分出了一个“当地区域引力盆地”，而它是否属于更大物体的附属物，还需要精确的测量数据，这个距离是当前数据目录里的3倍。

浅蓝色勾勒出来的是巨大星系集合

如今我们回顾整个星系及星系团在宇宙中的结构，像拉尼亚凯亚这样的大尺度结构让人感到害怕也就不足为奇了。

所有的星系都是引力活动的产物，宇宙膨胀后带来的变化在60亿年前就已经结束。

如今，暗能量才是整个宇宙的主导。

根据宇宙膨胀理论，引力还没有完全束缚整个宇宙的发展。

在未来，星系之间会因大膨胀变得越来越稀疏，银河系所处的星团也不会与处女座星团合并，宇宙细丝结构会显得更加空洞。

更大尺度结构中包含拉尼亚凯亚

而过去的活动正是今天的存在，今天的变化已经是未来的表现。

此后的数十亿年中，彼此散布得更远，最终“消失”在宇宙中，这也注定是宇宙大膨胀带来的撕裂结局。