http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-09-30
已知宇宙很多空白区 几乎没有任何星系
9月27日消息，在广袤的宇宙中，存在着很多的宇宙空白区。例如：在牧夫座方向，就存在一块宽约2亿5千万光年的空间，堪称宇宙中最黑暗的地方。牧夫空洞中只有60个星系，那里，充满了黑暗和空旷！
即使巨大如牧夫空洞，也只是到1981年才被RobertKirshner及其同事们发现。虽然我们生活在三维宇宙中，但是我们看到的天空仍是二维的，这是因为宇宙的浩瀚阻碍了我们对深度的感知。空洞是极其巨大而空旷的，但是前景和背景中的大量星系会干扰我们的视线。
自牧夫空洞被发现之后，天文学家又用类似的手法发现了一系列类似的宇宙空白区。其中一个非常靠近银河系，它被很有创意地命名为“本地空洞（LocalVoid）”。空洞是普遍存在的，而且大小、形状各异。但是仅仅知道它们存在还不够：科学家想要知道它们有多少，有多大，以及它们在时空中是如何分布的。
根据爱因斯坦广义相对论，所有物质与能量形式产生的引力，都会对光线的传播路径产生影响。“引力对光线的影响类似于玻璃镜片或棱镜，”Clampitt说——虽然这非常难以观测。物质密度大的地方，光线受影响的程度强，会产生遥远天体的多个扭曲图像：这种现象被称为“强引力透镜”。而物质稀少处会产生“弱引力透镜”现象，背景星系会被轻微地放大，结果较为微妙，需要非常仔细的观测才能发现。
可以利用这些不同的透镜现象来寻找空洞。星系或星系团可以产生“线状或桶状”的引力透镜，而空洞形成的是“辐射状或枕形”图案。它们从SDSS（斯隆数字化巡天，SloanDigitalSkySurvey）的浩瀚数据中找出901个已知宇宙空洞并将它们“叠”在一起，平均地估计通过它们的光线，以提取它们的一般引力参数。从一些已经证实的空洞着手，小组将空洞的透镜信号与理论模型的预测作了比较，以探求它们是否真的和预计一样空旷。结果是肯定的，这些区域内星系非常少，暗物质也非常少。这个结果是预料中的，但同时也是对宇宙学理论的一次确认。
加利福尼亚大学宇宙学家AsanthaCooray说，利用引力透镜来寻找空洞是一种新颖的手法。他解释道：“在此之前，弱引力透镜通常被用于测量物质的分布，如星系团和星系群。现在这样的测定不仅可以由透镜效果来估计空洞的大小……而且还证实了宇宙中的确存在着大量这样缺乏星系的空间。”此外，相关的论文还确认了星系形成理论中的一个主要方面，即在星系的形成过程中，暗物质会形成结节和长丝，并在两者间留出大量空白的空间。
[中青网-科技讯]
科学家发现“胖子”星系群 相当于3千万亿个太阳
9月25日消息，据悉，NASA的哈勃空间望远镜观测到一个十分庞大的星系集群，科学家称其为“胖子”。其质量相当于3千万亿个太阳。来自加州大学戴维斯分校研究人员詹姆斯·梓认为该星系群在宇宙早期时就是一个非常庞大的结构，演化到现在已经突破了传统的星系群质量上限。
科学家将“胖子”星系群正式命名为ACT-CLJ0102-4915，其距离我们大约70亿光年，大约处于宇宙年龄一半的时空位置上。早在2012年1月，科学家的观测数据认为“胖子”星系群在质量大约在2千万亿个太阳质量，其结果来自美国宇航局的钱德拉X射线天文台和智利欧洲南方天文台的甚大望远镜阵列，调查过程中科学家对星系群中的气体和一些天体集群的运动进行了研究，但是计算还存在一些不确定性，这就导致了后来结果有些偏差。
不论如何，2千万亿与3千万亿在普通人的眼中都没有较大的差别，都达到了千万亿这个数量级，但在科学家的眼中就存在较大的差别，比如这会影响到研究人员对“胖子”星系群生世之谜的调查，罗格斯大学的合著者约翰·休斯认为如此巨大的星系群来自于早前天体集群的合并，那么这一过程是如何发生的，合并中星系是如何运动的等都需要进一步确认。本次哈勃望远镜的观测数据显示此前我们低估了“胖子”星系群的质量，其中包含着数百个大星系，如此庞大的天体集群是相当罕见的。
[中青网-科技讯]
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惊现巨型星系团 800万亿太阳质量
据国外媒体报道，最近天文学家观测到一个距离地球达70亿光年的巨型星系团。这个庞然大物的质量大约为800万亿个太阳质量，包含数百个星系，这使其成为在如此遥远距离上发现过的质量最大的星系团。
尽管它的质量如此之大，但要不是注意到了它强大的引力对宇宙微波背景辐射效应造成的扭曲影响，科学家们还不会发现它。根据大爆炸理论，宇宙微波背景辐射（CMBR）是宇宙诞生时产生的辐射残余。大爆炸发生之后，离子和电子形成了宇宙中第一批原子，并辐射出光子，这些光子在接下来的137亿年中穿越广袤的物质宇宙，最终抵达地球上的望远镜而被人看到。当光子穿越大质量星系团时，由于S-Z效应的作用，它将受到影响，从而改变性质。大质量星系团中大量的高能电子与宇宙微波背景辐射的光子碰撞，将其一部分能量传递给后者并使其成为高能光子，这一过程也被称作“逆康普顿散射”。
利用这种效应，研究人员使用位于南极的南极望远镜（SPT）已经成功找到了几个隐藏的星系团。但这次新发现的这个是其中质量最大的一个，它已经被命名为SPT-CL J0546-5345。
因为这一大质量星系团极度遥远，因此我们现在所看到的是它在70亿年前的摸样，那时候宇宙年龄只有现在的一半，而我们的太阳系还没有形成。但即便是这时，它的质量已经差不多和附近的后发座星系团相当，而这是我们已知密度最大的星系团之一。在那之后的漫长岁月中，天文学家估计其质量至少已经增长了4倍，这将使其成为宇宙中质量最大的星系团之一。关于这一星系团的研究细节将发表于《天体物理学快报》。
但是这一星系团也表现出不寻常的一面。其内部充满着已经看不到快速恒星孕育场面的星系，这表明这些星系都已经进入老年。这也说明这一星系团一定是在宇宙形成之后最初的20亿年内便开始成型的。所配的这张图像是由斯必泽红外空间望远镜和位于智利托洛洛山的泛美天文台4米口径望远镜获取的数据合成的。图中，老年星系成员被用黄色圈子圈出，而年轻成员则用蓝色圈子圈出。
对这样遥远距离上的大质量星系团的观测数据可以帮助研究人员进一步理解暗物质和暗能量是如何影响宇宙结构的形成的。
[中青网-中网资讯]