相隔数亿光年的星系为何“遥相呼应”?

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【大纪元2018年10月14日讯】(大纪元记者张妮编译报导)我们周围的宇宙从大范围来看,就像由各种物质形成细丝和线状结构,把各个璀璨的星系和星团“串”在一起,编织出一张张巨大的宇宙网。天文学家们发现,相隔数亿光年的星系或结构体之间,竟然有着某种朝向的一致性。

亚利桑那州洛厄尔天文台(Lowell Observatory)副台长Michael West本月刊登在天文网(astronomy.com)上的文章综合了人类至今对这个问题的认知。

线状结构连接星团 组成宇宙

英仙-双鱼超星系团(Perseus-Pisces Supercluster)就是所知的最大的一个宇宙网的代表结构,由星系团组成的长链跨越北半球逾50°的天空。

我们银河系位于也是类似结构的拉尼亚凯亚超星系团(Laniakea Supercluster)边上(“拉尼亚凯亚”是夏威夷当地人语言中“无尽的天堂”的意思)。拉尼亚凯亚超星系团里面约有10万个星系,从一端到另一端估计有5亿光年的距离。

从目前观察到的各种结构来看,各个星系大多都互相排列成这样的丝线状。不过科学家们发现,各星系的朝向也有些有趣的规律。

星系的朝向有规律吗?

最早在1841年,天文学家Cleveland Abbe对59个星云研究后认为,星系的朝向似乎不是无序的,似乎有着某种偏向。但是他的研究当时没受到重视,很快也被人淡忘,他自己也改行研究气象学去了。

40年后,美国天文学家Edward Fath又重启了这个话题。在威尔逊山天文台(Mount Wilson Observatory)观测了成百上千个星系的朝向后,他在1914年发表的报告中说这些星系“看起来朝向是无规律的”。

之后数十年,两种观点的辩论一直继续着。

英国业余天文学家Francis Brown花了30年时间研究星系朝向,在1938年~1968年间发布的论文中,他摆出了证据显示很多星系的朝向都有规律。

1968年,卫斯理大学(Wesleyan University)的Gummuluru Sastry称,一些星系的朝向明显不是偶然的。他发现星团中心那些巨大的椭圆形星系,很大程度上和它们的母星团的朝向是一样的。比如,如果一个星团是南北朝向,那它里边最亮的星系很可能也是南北朝向。

尽管Sastry所下的结论只基于5个星系,但是其他天文学家最近利用高清哈勃望远镜观测更多的样本也得到一样的结果,并发现这些朝向在数十亿年前就形成了。

其它研究发现还不止这样一种规律。

1981年,瑞士巴塞尔大学(University of Basel)的Bruno Binggeli发现星团的朝向很大程度上与毗邻的星团具有一致性。

爱沙尼亚天文学家Jaan Einasto、Mihkel Jõeveer和Enn Saar在1980年发表的报告中也发现,英仙-双鱼超星系团中的星团都与“串联”它们的“丝线”结构有着相同的朝向。也就是说,在很大范围内,哪怕相隔数亿光年的星系和星团相互之间排列都具有相关性。

这是为什么呢?

几种解释

科学家们说,星系和人类一样,是环境下的产物。椭圆星系通常成组成群靠的紧凑一些;螺旋星系通常结构松散一些。

因此环境显然对星系的朝向有着很大的影响。目前对于星系的朝向主要有两种理论解释。一种认为星系刚产生的时候就和周围环境同向;另一种理论认为是星系的朝向是在发展过程中逐渐形成。

第一种解释说,很多大星系是不断“吞噬”小星系的。天文学家的模拟模型显示,当星系有明显一致的朝向时,这种吞并很容易发生,因为引力都朝着线状结构的方向牵拉。这样吞并者就“先天”带有反映着周围宇宙网的朝向的信息。

第二种解释说,经过足够长的时间,引力不断的牵引最终会把里面的星系的朝向变得与周围的环境一致。也就是说,即便星系开始的时候朝向与环境不一致,到了今天,也被调整到与环境一致了。

当然,随着天文学的发展,可能还有新的解释。

宇宙的一致性还有更多机密吗?

从小小不规则的一缕缕物质开始,引力逐渐编织出一张张美丽、复杂的宇宙网。看来这些宏观的丝状结构不仅维系着星系和星团,还是它们朝向的体现。

还有证据显示,甚至更大范围内的结构体之间,也存在着朝向之间的联系。

2014年比利时列日大学(University of Liège)一项研究显示,一些相隔数十亿光年的类星体的转轴都是互相平行的,而且它们也与周围的线状结构体朝向一致。

如果得到证实,这意味着宇宙网对向类星体提供能量的超级黑洞都有影响,进一步证明了宇宙结构体之间有着不为人知的更加奇妙的相关性。◇

责任编辑:朱涵儒

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