史隆長城

星系組成的巨牆

史隆長城是星系組成的巨牆,是目前所知宇宙中被觀察到的第二大的結構。這項發現是普林斯頓大學的理查·哥特(Richard Gott III)、Mario Juric和同事們在2003年10月宣布的。依據史隆數位巡天所獲得的資料,這座巨牆的長城距地球10億光年之外,長達13.7億光年(超過8X10英里)。這個研究可幫助天文學家測試預測星繫結構形成的宇宙論模型。

星系簡介


史隆長城
史隆長城
史隆長城幾乎是1989年由哈佛的瑪格麗特·傑勒(Margaret Geller)和約翰·修茲勞(John Huchra)發現的CfA2長城(原先記錄保持者)的三倍長。它由眾多星系組成,又被稱為大尺度絲狀結構。
宇宙中有各種尺寸的結構,從行星、恆星、星系、星系團超星系團 (supercluster),各個都是重力作用的結果。在這些結構之上,其實還有絲狀構造(filament)和空洞(void)等更大的結構,這些絲狀結構中最大的就是所謂的“史隆長城”,這是由一連串星系所串連的巨大構造,長達13.7億光年,是目前已知宇宙中最大的結構,在愛沙尼亞塔爾圖天文台天文學家M.Einasto等人發表研究結果之前,從未有人做過長城整體的仔細研究,令人相當訝異。

發現歷史


史隆長城(Sloan Great Wall)是在2003年,天文學家將史隆數位巡天(SDSS)觀測資料中數億個星系的位置繪製成3D圖像時,才首度發現這個大尺度結構。在史隆長城中有數個有趣的超星系團,其中最大的SC1 126在先前的研究中被拿來與其他大尺度結構中的超星系團相比,結果發現不太一樣:SC1 126的核心擁有非常密集而豐富的星系,而在超星系團邊緣則拖著數條星系構成的“卷鬚”,整體看起來很像一隻巨大的蜘蛛。
典型的超星系團由較小的星系團組成,這些星系團彼此間就是以這類絲狀結構串連,如史隆長城中的另一個大型超星系團S1 111就是如此。如果只檢測長城中最密集的部分,那麼這些遠離超星系團核心區域的卷鬚看來就很單純、無足輕重;但若是像Einasto等人也一併探索密度較低的部分,那麼這些次要的絲狀結構就會變得顯而易見。
Einasto等人檢視長城的另一方式是看不同型態星系的分佈方式。其中比較特別是那些所謂的明亮紅色星系(Bright Red Galaxies,BRGs),Einasto等人發現這些星系常會群聚在一起,每一群都至少有5個以上的BRGs。BRGs通常是它們所屬的星系群中最亮的星系,故整體看來,有BRGs的星系群似乎含有更多的星系而使得星系群顯得更為明亮,而星系群中星系的速度差異也很比較大。
Einasto等人認為速度差異大,是因為它們彼此間的重力交互作用速率也比較高所致,這點在SC1 126中顯而易見,因為有許多星系都因交互作用而正在合併中。在SC1 126超星系團中,BRG群平均的分佈在超星系團核心到邊緣之間;但在SC1 111超星系團中,BRG群卻集中在星系密度比較高的區域。這兩個超星系團中的BRGs,都約有1/3是螺旋星系
這個研究可幫助天文學家測試預測星繫結構形成的宇宙論模型。一般來說,這類宇宙論模型對類似SC1 111這種超星系團的結構的的預測結果相當不錯,但對付類似SC1 126這種大小、形狀或分佈型態的超星系團就不管用了。
 宇宙最大結構-史隆長城
宇宙最大結構-史隆長城
由於這些超星系團特性的差異來自大霹靂最初造成的密度擾動,如果能了解它們的結構是如何形成的,必定對大霹靂之初的密度擾動有更深的了解。為了達到這個目的,Einasto等人打算繼續針對史隆長城的型態以及其他超星系團進行比較分析,以獲得更多需要的訊息。