一個(gè)橫跨13億光年的超星系團(tuán)

曾經(jīng)最大的超星系團(tuán)——“夏普利”超星系團(tuán)。ESA / Planck Collaboration / Rosat / Digitised Sky Survey

天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了已知宇宙中規(guī)模最大的結(jié)構(gòu)——一個(gè)橫跨13億光年的超星系團(tuán)。這個(gè)超星系團(tuán)由大量星系團(tuán)和星系群組成，被稱為“奇普（Quipu）”——奇普是古代印加人一種結(jié)繩記事的方法，由多彩的繩結(jié)組成，可用以計(jì)數(shù)或者記錄，但今天已沒有人能夠了解其中的全部含義。“奇普”超星系團(tuán)的質(zhì)量總和相當(dāng)于200萬億（quadrillion）個(gè)太陽。

和“奇普”繩結(jié)類似，“奇普”超星系團(tuán)同樣擁有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它由一條主纖維和多條分支纖維組成。長度大約相當(dāng)于13億光年，是銀河系寬度的13000多倍，可能是已知宇宙中最大的天體結(jié)構(gòu)，比原紀(jì)錄保持者“拉尼亞凱亞（Laniākea）”超星系團(tuán)還大。

這個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)位于距地球約4.25億至8.15億光年之間的宇宙空間中。此前的研究認(rèn)為，在宇宙的更深處，可能存在比這更大的結(jié)構(gòu)。比如傳說中距離地球約100億光年的“武仙-北冕座巨壁（Hercules Corona-Borealis Great Wall）”，其長度達(dá)到了驚人的100億光年，但它是否真實(shí)存在仍有爭議。

“奇普”是研究人員在數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)的最大超星系團(tuán)。但實(shí)際上，除此之外科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了另外4個(gè)巨型結(jié)構(gòu)。這另外4個(gè)結(jié)構(gòu)中最小的一個(gè)名為“夏普利（Shapley）”超星系團(tuán)。這個(gè)超星系團(tuán)是此前已知的，也曾經(jīng)是最大的超星系團(tuán)，現(xiàn)已被“奇普”以及另外3個(gè)超星系團(tuán)——“蛇夫-北冕座（Serpens-Corona Borealis）”超星系團(tuán)、“武仙座（Hercules）”超星系團(tuán)以及“玉夫-飛馬座（Sculptor-Pegasus）”超星系團(tuán)超越。

研究人員表示，這5個(gè)超星系團(tuán)包含了可觀測宇宙中大約45%的星系團(tuán)，30%的星系，以及25%的物質(zhì)。體積總量相當(dāng)于可觀測宇宙體積的13%。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些超星系團(tuán)的存在對宇宙的整體環(huán)境有影響。首先是它們對宇宙微波背景輻射有影響；其次星系鏈的本地運(yùn)動(dòng)速度對宇宙膨脹速度的測量結(jié)果也有影響——在超星系團(tuán)所在的地方，星系的局部膨脹，會(huì)扭曲對宇宙整體膨脹速度——也就是哈勃常量的測量結(jié)果；最后，如此大量的物質(zhì)所產(chǎn)生的引力效應(yīng)，會(huì)使光線的行進(jìn)路線發(fā)生彎曲，形成引力透鏡效應(yīng)，導(dǎo)致超星系團(tuán)后方的天體影像變形。

研究人員表示，未來的進(jìn)一步研究將揭示這些巨型結(jié)構(gòu)是如何影響星系演化的。這些結(jié)構(gòu)的存在不是永久的，隨著宇宙的持續(xù)膨脹，它們將會(huì)逐漸解體，但是它們的巨大規(guī)模使它們具有重要的意義。雖然它們是短暫的構(gòu)造，但在今天，它們是值得特別關(guān)注的具有獨(dú)特性質(zhì)和特殊宇宙環(huán)境的特殊物理實(shí)體。

此次新發(fā)現(xiàn)的4個(gè)超星系團(tuán)——“奇普”（紅色）、“蛇夫-北冕座”（綠色）、“武仙座”（紫色）、“玉夫-飛馬座”（橙色）超星系團(tuán)，以及此前已知的“夏普利”（藍(lán)色）超星系團(tuán)。Boehringer等

參考
Unveiling the largest structures in the nearby Universe: Discovery of the Quipu superstructure
https://arxiv.org/abs/2501.19236