天文学家通常会避开避让区。 当其中一个人没有这样做时,她发现了一个巨大的宇宙结构,可以解释我们银河系的过快速度
从银河躲避区凝视着风帆的超级集群形象从一个可以欣赏美景的地方观察夜空,您会看到一条厚厚的银河带贯穿整个天空。 但是,这些描述我们银河系盘的恒星和尘埃不受天文学家研究位于我们之外的星系的欢迎。 它看起来像一条厚厚的雾状挡风玻璃,模糊不清,使我们对宇宙的了解不完整。 天文学家称其为
回避区 。
RenéeKraan-Korteweg在她的整个职业生涯中一直在努力寻找该区域背后的原因。 她第一次在背景中发现令人惊奇的迹象,而在1980年代,她发现了在旧照相板上可见的潜在物体簇的迹象。 在接下来的几十年中,关于大型结构的提示继续流传。
今年,Kraan-Korteweg及其同事宣布,他们发现了一个巨大的空间结构:成千上万个星系的超级集群。 这群人超过3亿光年,并在银河平面的上方和下方扩散,就像一个躲在灯笼后面的巨人。 天文学家称其为
Sail超级集群 ,因为它大约位于
Sail星座的位置 。
Rene Kraan-Korteweg,开普敦大学的天文学家那些推动银河系的人
像太空中的所有星系一样,银河系也在移动。 由于宇宙本身的膨胀,宇宙中的所有事物都在不断运动,但是自1970年代以来,天文学家就意识到了另一种运动,称为
奇特速度 。 这是我们参与的单独流。 相对于大爆炸的剩余辐射,包括银河系,仙女座和数十个小邻居在内的
当地星系群以600 km / s的速度运动。
在过去的几十年中,天文学家已经计算出了所有可以拉动本地群的东西-附近的星系团,超团簇,团簇壁和宇宙空洞,它们对我们这个群具有引力作用,这一点不可忽视。
最大的拖船是
Shapley超级集群 ,这是一个重达5000亿太阳的怪物,距地球5亿光年(距天球Sails超级集群不远)。 他负责当地小组特殊速度的25-50%。
来自盖亚(Gaia)卫星的银河系图像 ,显示出覆盖着星系和位于其后方的宇宙的尘埃云剩余的运动不能用天文学家已经发现的结构来解释。 因此,天文学家继续将目光投向宇宙,计算出位于更远处的,有助于银河系一般引力的物体。 重力引力随着距离的增加而减小,但是由于这些结构的尺寸增加,这种效果有些混乱。 加拿大滑铁卢大学的宇宙学家
迈克·哈德森 (
Mike Hudson)说:“地图越来越多,人们在可见空间的边缘发现的物体越来越大。 我们继续看得越来越远,但超越能见度的极限,还有更大的山脉。” 到目前为止,天文学家只考虑了造成当地群体运动450-500 km / s的速度的原因。
但是,天文学家仍然没有对避障区进行同样的筛选。 而Parusov超级集群的发现表明,在我们可以访问的范围之外,可能存在一些大问题。
2014年2月,来自南非西开普大学的天文学家Kraan-Korteweg和
迈克尔·克拉维尔 (
Michael Klaver)出发在超级盎格鲁号上做标记,这是澳大利亚盎格鲁-澳大利亚望远镜经过六个晚上进行的观测的一部分。 克兰·科特维格(Kraan Korteweg)知道躲避区中最密集的气体和灰尘堆积所在。 她针对的是他们最有可能通过该区域看到某些东西的各个点。 她的目标是创建一个结构的“主干”。 拥有此工具经验的Claver必须读取到各个星系的距离。
该项目帮助他们得出结论:“帆”超级集群确实存在,并且占据了20-25%的天空。 但是他们仍然不知道中心发生了什么。 Kraan-Korteweg说:“我们看到墙壁越过了回避区,但由于灰尘而没有相交的地方的任何数据。” 这些墙如何相互作用? 他们开始合并了吗? 银河的光芒掩藏着一个更密集的核心吗?
而且,最重要的是,Sails超集群的质量是多少? 毕竟,质量是引力和结构外观的原因。
如何看透阴霾
尽管该区域的灰尘和恒星会阻挡光学和红外范围内的光线,但无线电波仍可以穿透该区域。 考虑到这一点,Kraan-Korteweg制定了一项计划,使用太空信标标记躲避区最密集部分以外的所有物体。
该计划基于氢,这是宇宙中最简单,最常见的气体。 氢原子由一个质子和一个电子组成。 这些粒子具有诸如自旋之类的量子性质,可以将其想象成附着在每个粒子上的小箭头[但是最好将其想象为角动量/约。 翻译]。 对于氢成分颗粒,这些自旋可指向一个方向或相反的方向。 有时自旋会改变方向-平行原子变成反平行。 当这种情况发生时,原子发射出一定波长的光子。
构成南非MeerKAT望远镜的64根天线之一一个原子发射这种无线电波的可能性很小,但是如果您收集大量的中性氢,总的可能性将会增加。 对于Kraan-Korteweg和她的同事来说,幸运的是,来自Sails集群的许多星系都有大量此类气体。
在2014年的观测中,她和克拉弗(Claver)看到了在发现的许多星系中发现了年轻恒星的迹象。 “如果有年轻的恒星,则意味着它们是最近形成的,这意味着有气体。” Kraan-Korteweg说,因为气体是制造恒星的材料。
银河系也有自己的氢-前景中的另一雾霾干扰了观测。 但是宇宙的膨胀可以用来确定位于帆群中的氢的辐射。 该扩展将远离位于本地群外的星系,并将无线电波移向光谱的红色部分。 来自开普敦大学的天文学家托马斯·贾瑞斯(Thomas Jareth)说:“这些发射线是分开的,以便可以对它们进行计数。”他发现了Sails超级集群。
尽管Kraan-Korteweg在其整个职业生涯中的工作已经在超团簇中发现了5,000个星系,但她有信心在这种中性氢的射电范围内进行足够灵敏的观测可以使该量增加三倍,并向我们揭示银河系盘最稠密部分背后的结构。
这是MeerKAT射电望远镜进入现场的地方。 它位于南非卡纳文(Carnarvon)荒芜的小城市旁,并将很快成为地球上最敏感的射电望远镜。 他的最后第64根天线已于10月安装,但到目前为止,还需要连接和检查几根天线。 到2017年底,32个板块中的一半必须赚钱,并且将在2018年初全面投入运营。
今年,Kraan-Korteweg尝试使用这个半阵列来进行观察,但是如果她对200小时的要求不满意,她希望在整个阵列上能获得50小时。 在这两种情况下,灵敏度都是相同的,这与他和他的同事从位于距我们几百光年的数千个独立星系中检测中性氢的无线电信号相同。 有了这些数据,他们将能够标记出集群的完整结构。
宇宙流域
里昂大学的天文学家HélèneCourtois采用了另一种方法来标记超级集群。 她绘制了与分水岭相比较的宇宙地图。 在天空的某些部分,星系向同一方向迁移,就像流域中的雨水流入一个湖泊或溪流一样。 他和他的同事正在寻找界限,而界限的各个方面都朝着不同的方向发展。
海伦·科图瓦斯(Helen Courtois),里昂大学的天文学家几年前,Courtoois及其同事使用此方法来尝试定义我们称为
Laniakea的本地大型结构。 库图瓦解释了定义这种结构的重要性,因为尽管我们对银河系和银河系星团进行了定义,但对宇宙的大型结构(如超团簇和墙壁)没有普遍接受的定义。
尤其是问题是,对于统计上严格的确定,我们根本没有足够的超级集群。 我们只能列出我们所知道的那些,但超级集群(例如由数千个星系组成的预制结构)显示出无限数量的变体。
现在,Courtois和同事正在将他们的注意力进一步转移。 “风帆很有趣,”考图瓦斯说。 “我想测量重力流域,边界和帕鲁索夫的边界。” 她使用自己的数据来确定流向和离开帆的流量,从而可以估算吸引到帆的质量。 通过将这些流线与显示星系物理星团位置的Kraan-Korteweg地图进行比较,他们可以估算出Parusov超集群的密度及其大小。 “这两种方法是完全互补的,” Courtois补充说。
这两位天文学家现在正在共同绘制“帆”地图。 最后,他们希望他们能用它来确定风帆的质量,这将是当地团体运动的最后难题–“这已经使我们困扰了25年,” Kraan-Korteweg说。 即使超级集群不为剩余的运动负责,回避区背后的信号收集也将有助于了解我们在宇宙中的位置。