誰才是宇宙中最巨大的存在?

2019-04-03 05:59:28

作者:Elizabeth Howell

翻譯:螳吉呵呵&吳尚飛

審校:山寺小沙彌

在太空中,我們習慣於處理與巨大的尺度和巨大的物體相關的問題。從宇宙的角度來看,地球很是渺小。甚至是在我們的太陽系,地球也要比木星 (根據NASA提供的數據,木星的體積超過地球的1000倍) 和太陽 (根據康奈爾大學提供的數據,太陽體積超過地球的100萬倍)小很多。

UY Scuti和太陽的對比 圖片來源:wikipedia

即便是我們的太陽,和已知最大的恆星相比,也顯得非常渺小。太陽是G型星,也是黃矮星,它的體積在宇宙尺度中只能算平均大小。一些“超超巨”星要比太陽大的多得多得多。現在已知最大的恆星應該是UY Scuti,它的體積超過太陽的1700倍。 (考慮到觀測誤差的影響,UY Scuti 在最大恆星表上的排名也許會下降幾位。) 然而,UY Scuti的質量僅僅是太陽的大約30倍,所以可以看出體積大小並不能完全決定質量的大小。

后髮星系團的中心區域,橢圓星系NGC 4889和NGC 48

如果想在這個大塊頭排行里加入宇宙中更大的物體,像黑洞這樣的天體就要被考慮進去,尤其是處在星系中心的特大質量黑洞。(銀河系中心有一個質量是太陽400萬倍的黑洞。) 目前發現的的最大的黑洞之一位於NGC 4889中,質量大約是太陽的210億倍。

宇宙中還有比超重黑洞更大的存在。星系是恆星系統的集合體,所有的東西都包含在恆星系統里。(如行星、恆星、小行星、彗星、矮行星、塵埃等等。)銀河系的跨度大概有10萬光年,一光年就是光在一年內跑過的距離。事實上很難去界定哪一個星系是最大的,因為星系沒有明確的邊界,不過我們知道的最大星系的尺度大概是幾百萬光年。已知最大的星系是IC 1101,它的尺度大約是銀河系的50倍,質量是其2000多倍,它的直徑大約有550萬光年。星雲以及巨大的氣雲同樣可以大得驚人。位於Triangulum星系中的NGC 604一般被認為是最大的星雲之一,它的尺度大約有1520光年。

室女座超星系團 圖片來源:wikipedia

最後,我們要介紹的是宇宙中最巨大的結構。星系之間通常被萬有引力束縛在一起形成被稱為星系團的結構。 (例如,銀河系屬於包含24個星系的星系團,仙女座星系也是這個星系團中的星系之一。) 天文學家一度以為星系團就是宇宙中最大的結構。 然而,在20世紀八十年代,天文學家意識到數個星系團之間可以靠萬有引力的作用形成超星系團。

最大的超星系團是什麼?

宇宙中已知最大的超星系團是武仙-北冕座長城(Hercules-Corona Borealis Great Wall)。它於2013年首次被報導並被研究過數次。這個超星系團非常巨大以至於光也要花費100億年才能穿過它。要知道,宇宙的年齡也才138億年。

在一個研究組(由匈牙利國立公共服務大學的Istvan Horvath領導)探測一個被稱為伽馬射線暴的簡單的宇宙學現象時,這個結構才初次進入科學家的視野。當時以為觀測到的伽馬射線暴來自超新星或者大質量恆星壽命終結時的爆炸。

伽馬射線暴是釋放強烈輻射的天文事件,可用來追蹤遙遠宇宙的物質

伽馬射線暴被認為是用於探測宇宙中大質量團簇位置的良好指標,因為大質量行星傾向於聚集在高密度區域內。第一次探測顯示伽馬射線在武仙座(Hercules constellation) 和北冕座(Corona Borealis constellation) 的方向上100億光年處高度聚集在一起。

但令人疑惑的是伽馬射線暴的源頭究竟是一個多大的結構。2013年發表在探索新聞(Discovery news)上的一篇文章指出這個結構和天文學中的一條基本原理相牴觸,也就是宇宙如何組成和演化的原則。這條原則明確表明只要是在足夠大的尺度下觀測,宇宙中的物質應該是均勻的。然而,星系團不是均勻的。

'我認為這個結構過於巨大。儘管作為文章的合作者之一,我仍然有我的疑慮'南卡羅來納大學查爾斯頓學院的天文學家Jon Hakkila在2014年的一篇新聞稿中說。他說在那個方向觀測到伽馬射線的機率非常小,遠低於百分之一。

'事實上,我們相信這種結構是存在的,' 他補充道, '還有其他的結構在破壞宇宙的勻質性:斯隆長城(the Sloan Great Wall) 和 大型類星體(Huge Large Quasar Group)是其中兩例。事實上, 也許還有其他更巨大的結構,只有時間可以告訴我們答案。'

太陽系中的“大佬”

儘管太陽系和武仙-北冕座長城相比顯得非常渺小,但這裡給出了太陽系中一些最大的物體。

木星和地球的對比圖。 圖片來源:wikipedia

最大的行星:木星,直徑大約142984km,大概是地球直徑的11倍。

伽利略號探測器拍攝的木衛三照片。 圖片來源:wikipedi

最大的衛星:木衛三(Ganymede) ,位於木星周圍的軌道上,星體直徑大概5268km,比水星的直徑還要大一些。

奧林帕斯山的拼貼衛星照片,於邊緣可見部分奧林帕斯山光環。

最高的環形山:火星上的奧林帕斯山(Olympus Mons) ,大約25km高,是珠穆朗瑪峰的三倍(奧林帕斯山也是最高的山)。

水手號谷位於中央。 圖片來源:wikipedia

最大的峽谷:火星上的水手峽谷(Valles Marineris) ,超過3000km長,寬600km,深8km。

烏托邦平原上的霜凍。 圖片來源:wikipedia

最大的火山口:火星上的烏托邦平原(Utopia Planitia) ,直徑約3300km。它是1976年Viking 2 宇宙飛船的降落區。

黎明號太空船拍攝的灶神星灰階合成影像。圖片來源:wikipe

最大的小行星:灶神星(4 Vesta) ,跨度530km。他位於火星和木星之間的小行星帶中。

由新視野號拍攝到的冥王星近真彩色照片。圖片來源:wikipe

最大的矮行星:冥王星是最大的矮行星,直徑2370km。它曾被認為比矮星Eris還要小。但是2015年新視野號(New Horizons)做的測量改正了這個看法。

原文地址:

www.space.com/33553-biggest-thing-universe.html

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