星系團

相互之間有一定力學聯繫的若干個星系集聚在一起組成的星系集團。其中的每一個星系稱為星系團的成員星系。有時候把成員數目較少（不超過100個）的星系團稱為星系群。已發現上萬個星系團，距離遠達70億光年之外。至少有85%的星系是各種星系群或星系團的成員。小的星系團如本星系群由銀河系以及包括仙女星系在內的40個左右大小不等的星系組成。大的星系團如后發星系團有上千個比較明亮的成員星系，如果把一些暗星系也包括進去，總數可能上萬。但像這一類範圍大、星系眾多的星系團是不多的。平均而言，每個星系團團內的成員數約為130個。有時又稱成員數較多的星系團為富星系團，但貧、富的劃分標準也是相對的。儘管不同星系團內成員星系的數目相差懸殊，但星系團的線直徑最多相差一個數量級；平均直徑約為5百萬秒差距。

許多星系團是明亮的X射線源，其中X射線輻射是由強引力勢阱束縛住的高溫氣體發出的。星系團的氣體質量可達發光星系總質量的3-5倍。研究星系團中物質的分佈能夠為暗物質的存在提供證據。

不同星系團中，各種類型的星系所佔的比例很不一樣。研究發現，橢圓星系的比例與星系團的形態密切相關，如果一個星系團中橢圓星系所佔的比例很大，那麼這個星系團的形狀傾向於規則和對稱，如果橢圓星系所佔的比例很小，星系團一般顯示出不規則的形狀。

HCG 87星系團的距離大約4億光年，側向的巨大螺旋星系，緊鄰在他右邊模糊的橢圓星系，接近頂端的螺旋星系，都是這個集團的成員。而在中間，小小的螺旋星系則是在更遙遠背景中的星系。

星系團的運動特徵可以從兩個方面，即從整個團的視向運動和團內各成員星系間的隨機性相對運動來認識。星系團作為整體的視向速度同星系團的距離滿足哈勃定律，即距離越遠視向速度越大。例如較近的室女星系團我們約19百萬秒差距，視向速度為1,180公里/秒；而長蛇Ⅱ星系團離我們約有1,000百萬秒差距，視向速度則高60,000公里/秒。一個星系團內不同成員星系間的相對運動情況可用速度彌散度來表示。一般說來，隨著星系團的範圍的擴大和成員數的增加，速度彌散度也就越來越大。

小星系團的速度彌散度約為250～500公里/；大星系團的速度彌散度高達2,000公里/秒。星系團速度散度的研究具有重要的意義。一方面我們可以根據速度彌散度，利用維里定理來估算團內每個星系的平均質量；另一方面，對星系團內部運動的研究又與探索星系團的穩定性問題密切相關。天體系統；另一種看法認為，星系團內成員星系的速度彌散度很大，整個系統的能量是正的，因此它們是不穩定的，整個團正處在膨脹、瓦解之中。

星系團按形態大致可分為規則星系團和不規則星系團兩類。規則星系團以後發星系團為代表，大致具有球對稱的外形，有點像恆星世界中的球狀星團，所以又可以叫球狀星系團。規則星系團往往有一個星系高度密集的中心區，團內常常包含有幾千個成員星系，其中至少有1,000個的絕對星等亮於-16等。規則星系團內的成員星系全部或幾乎全部都是橢圓星系或透鏡型。不規則星系團，又稱疏散星系團。它們結構鬆散，沒有一定的形狀，也沒有明顯的中央星系集中區，例如武仙星系團。

它們的數目比規則星系團更多。大的不規則星系團的成員星係數多達2,500個以上；小的只包含幾十個甚至更少的成員星系，本星系群就屬這一類。範圍比較大的不規則星系團可以有幾個凝聚中心，在團內形成一種次一級的成群結構。整個團就是這些較小群的鬆散集合體，又可稱為星雲或超星系。不規則星系團總是各種類型星系的混合體，其中往往以暗星系占絕對優勢，這也是與規則星系團的不同之處。另外，就所知，只有少數不規則星系團發射的射線。

不規則星系

沒有明顯的核心和旋臂是為不規則的星系。但有寫不規則信息與旋渦星系非常接近。大約3%的已知星係為不規則星系。

用天文望遠鏡觀測，橢圓星系呈球狀，或像一個被壓扁的球。其中小型的“矮橢圓星系”是人類已知的宇宙中最常見的星系。

具有旋渦結構的星系。大多數明亮的星系是旋渦星系，它們非常大，直徑通常達10萬光年。銀河系被認為是典型的旋渦星系。

棒旋星系是在外型上與旋渦星系非常相似，但棒旋星系的旋臂是筆直的，呈棒狀，並從星系核心比粉向兩個方向延伸出去的。

相互間有力學聯繫的大量星系組成的星系集團。星系團包含的星係數相差很大，少的只有十幾個星系，多的可達數千。通常把成員星係數較少（十幾個到幾十個）的星系團稱為星 系群。星系團的線直徑相差不大，平均約為500萬秒差距。按照形態結構，星系團可分為規則星系團和不規則星系團兩大類。規則星系團具有球對稱的外形，往往有一個星系高度密集的中心區域，又稱為球狀星系團。它們包含的星係數較多，常有幾千個。規則星系團的成員星系絕大多數是橢圓星系和透鏡形星系，其他類型的星系很少。

規則星系團往往又是X射線源。不規則星系團的結構鬆散，沒有一定的外形，也沒有明顯的中央星系密集區，又稱為疏散星系團。星系群都是不規則星系團。不規則星系團的成員星係數相差很大，大的不規則星系團可包含幾千個星系。不規則星系團里各種類型的星系都有。另外，只有很少的不規則星系團是X射線源。發現的星系團約一萬個。比較著名的有室女座星系團、后髮座星系團、武仙座星系團等。

武仙座星系團是一個離我們六億五千萬光年遠的宇宙島群，上面這些星系是星系團的部份成員。這個星系團擁有大量富含塵埃雲氣及恆星形成區的旋渦星系，還有少量缺乏塵埃雲氣和新生恆星的橢圓星系。在這幅組合影像里，有恆星誕生區的星系帶著藍色的色調，而橢圓星系則略微偏黃。這個宇宙視野里的許多星系像是正在互撞或合併，顯示出扭曲的形狀。研究人員認為武仙座星系團和宇宙初期的年輕星系團很相似，因此探索武仙座星系的型態和它們如何互相影響，可以找出星系和星系團演化的線索。

如果說銀河系是一個巨大的“恆星島”，那麼宇宙間是否僅此一個“孤島”呢？不是。在浩瀚的宇宙空間，像我們銀河系一樣的星島，叫河外星系，簡稱星系。已發現約10億個河外星系。真是“天外有天”。

河外星系也是由數十億至數千億顆恆星、星雲和星際物質組成。河外星系本身也在運動。它們的大小不一，直徑從幾千光年至幾十萬光年不等。我們的銀河系在星繫世界中只是一個普通的星系。星系的結構和外觀是多種多樣的，星系的空間分佈也是不均勻的，星系也是成雙或成團存在的。我們銀河系和它周圍30多個星系組成一個集團，叫本星系團。其中離我們銀河系最近的有大麥哲倫星系、小麥哲倫星系和仙女座星系等，它們都是我們銀河系的近鄰。已知星系團就有1萬多個。通過對星系質量、形態、結構、運動、空間分佈、內部恆星和氣體的成分等方面的觀測研究，進而促進對恆星和大尺度的宇宙結構的研究，這是當代天文學中最活躍的領域。

武仙座星系團是眾多宇宙島星系中的一個島嶼，它距離我們僅有6.5億光年。這個星團擁有很多漩渦星系，這些漩渦星系具有豐富的氣體和塵埃，恆星就在此誕生；不過它也擁有相對較少的橢圓星系，而這些橢圓星系則是缺少氣體和塵埃以及與此相關的新星。從這張合成圖上可以看出，形成漩渦星系的恆星是淡藍色的，而形成橢圓星系的恆星是淡黃色的。在這張宇宙深處的圖上，很多星系看起來在碰撞或合併，然而另一些似乎是被扭曲了，這就是一個明顯的證據，它證明了星系團之間普遍發生相互作用。日積月累，星系團的相互作用很可能影響星團本身的組成。研究人員認為武仙座星團與遙遠的、早期宇宙的星系團非常相似，而且探究武仙座附近的星系類型和他們之間的相互作用將有助於幫助解開星系團演化的謎團。

室女座星系團是離銀河系最近的星系團，在天空中橫跨5度的範圍，大約是滿月的十倍大。它包含有類似於銀河系那麼大的星系2500多個，包括旋渦星系、橢圓星系和不規則星系。它距離我們約數千萬光年。室女座星系團的質量非常巨大，甚至正把我們的銀河系拉過去。室女座星系團不僅有普通的星系，還擁有溫度高到會發出X射線輻射的雲氣。星系團內外星系的運動表明，星系團所含的暗物質超過了可見的物質。

室女座星系團的準確距離仍有爭議(見宇宙距離尺度)，但一個廣為接受的數值是1,500萬秒差距；如果這個距離能夠準確測定，比如用哈勃空間望遠鏡研究其中的造父變星，那將給宇宙距離尺度提供重要定標。1994年公布了用哈勃望遠鏡進行這類測量的首批結果，得出了比較大的哈勃常數值約80公里每秒每百萬秒差距，但這並不是最後結論。

室女座星系團中第二位最亮星系(M87)是該團最重要成員之一，它是一個巨型橢圓星系，而且觀測表明它還同時是射電源(室女座A)和χ射線源(室女座X-1)。室女座星系團正以每秒1150千米的速度遠離地球而去。這仍然意味著，我們正以大約1,000公里每秒的速率遠離室女座星系團，然而令人不解的是，天文學家常常把退行速度減少的這個量說成我們‘落到’室女座星系團中去。

室女座星系團在天球上至少佔赤經12h~13h、赤緯+20°~-20°的大片面積。梅西耶星雲星團表中共有34個河外天體，室女星系團的成員星系就佔了其中的16個。超巨型橢圓星系M87(NGC4486)位於這個星系團中心，它是全天最強的射電源之一，在中心區域12°×10°的橢圓型天區內，有幾百個成員星系。整個星系團擁有的星系超過2500個。平均視向速度為每秒1180公里。距離19百萬秒差距(6000光年)它的結構相當複雜，可能是幾個星系團的投影。室女星系團和銀河系所在的本星系群都屬於本超星系團。

室女座星系團在天空中佔5度，大約是滿月的十倍。這個星系團中，大約有100個各種各樣的星系，包括旋渦狀的，橢圓形和不規則的。室女座的星系團的質量很大，這使得我們銀河系一直在向室女座星系團運動。圖中，我們可以看見兩個梅西耶天體：M84和M86。M84是在圖片中央的橢圓星系，而M86是圖片右邊的一個橢圓星系。

“大胖子”星系團的編號為ACT-CL J0102-4915，包含了數百個的星系。根據哈勃太空望遠鏡的最新觀測結果，該星團的質量可能與3千萬億顆太陽相當，約為銀河系質量的3000倍，是目前為止發現的最大型早期宇宙星系團，其規模可能比原先預計的還要大一些。據美國航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡的最新觀測結果顯示，“El Gordo”星系團(昵稱為“大胖子”)所容納的質量可能與三千萬億(3乘以10的15次方)顆太陽相當。這比原先科學家所估計的值大了43%。

研究負責人、美國加州大學戴維斯分校的詹姆斯·吉(James Jee)在一份聲明中說：“這一結果讓我們更加確定，在相當早期的宇宙中，這是一個十分不可思議的系統。”

“大胖子”星系團的編號為ACT-CL J0102-4915，距離地球超過70億光年。因此，天文學家觀測到的信號，實際上已經有將近一半的宇宙年齡(約138億年)。在2012年的報道中，“大胖子”星系團的質量大致相當於2千萬億顆太陽。研究者利用NASA的錢德拉X射線天文台和歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡陣列，對星系團內部的氣體溫度以及星系的運動進行了研究，估算出了這一數據。不過，該結果存在著一些偏差，原因主要是該星系團可能是兩個星系團之間碰撞的結果。

天文學家已經發現了距離地球較近的、規模類似“大胖子”的星系團，但後者極端的距離使其與眾不同。天文學家認為，如此巨大的星系團在宇宙早期是非常罕見的。

研究團隊計劃用哈勃太空望遠鏡繼續對“大胖子”星系團進行研究。該星系團如此巨大，以至於無法完全進入哈勃望遠鏡的視野中。研究者打算下一步先獲取一張拼接圖片。來自伊利諾伊大學的費利佩(Felipe Menanteau)說：“可以說El Gordo星系團真是個“大胖子”，但我們不知道他的腿腳長什麼樣子，因此我們還需要一個更大的視野，來獲得整個的全貌圖片。”