可观测Universe第41章 后发座星系团

后发座星系团 · 描述：一个巨大的富星系团 · 身份：位于后发座的星系集团距离地球约3.2亿光年 · 关键事实：包含超过1000个明亮星系是后发座超星系团的核心部分其中心有两个巨大的椭圆星系NGC 4874和NGC 4889。

后发座星系团：宇宙大尺度结构的“活化石”（上篇） 当我们把目光投向宇宙深处会发现星系并非孤立漂浮——它们像被无形的丝线牵引聚集成庞大的“岛屿”：有的由几十个星系组成“群”有的由上千个星系编织成“团”。

这些“星系团”是宇宙中最大的引力束缚结构直径可达数千万光年质量超过千亿倍太阳质量是宇宙大尺度演化的“主角”。

而在这些星系团中后发座星系团（Coma Cluster）是最具代表性的“模板”——它距离地球3.2亿光年包含超过1000个明亮星系是后发座超星系团的核心更是天文学家研究宇宙结构的“活化石”。

一、从“星云迷雾”到“星系团”：一场跨越百年的发现之旅 后发座星系团的故事始于人类对宇宙“模糊光斑”的困惑。

18世纪末天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）用望远镜扫描后发座天区发现这里布满了“形状不规则的星云”——它们在望远镜中呈现为乳白色的光斑无法分辨细节。

19世纪约翰·德雷尔（John Herschel）继承父亲的工作将这些“星云”收录进《德雷尔星云表》编号为“后发座大星云”（Coma Great Nebula）。

当时的天文学家普遍认为这些光斑是银河系内的“气体云”直到20世纪初埃德温·哈勃（Edwin Hubble）用威尔逊山望远镜观测才揭开它们的真实身份。

1. 哈勃的突破：从“星云”到“星系” 1924年哈勃通过造父变星测距法发现“后发座大星云”中的恒星距离地球远达3亿光年——这远远超出了银河系的边界（银河系直径仅约10万光年）。

他据此发表论文证明这些“星云”其实是独立的星系后发座天区的“星云群”其实是一个星系团。

这一发现颠覆了人类对宇宙的认知：原来银河系之外还有如此庞大的星系集合。

2. 红移的确认：星系团的“绑定”证据 但哈勃的结论仍需验证：这些星系是否真的“绑定”在一起形成一个引力系统？1930年代天文学家开始测量星系的红移（光谱线向长波方向偏移反映星系远离地球的速度）。

结果显示后发座天区的绝大多数星系都有相同的红移值（z≈0.023）对应远离速度约7000公里/秒。

根据哈勃定律（v=H?d）它们的距离几乎一致——约3.2亿光年。

这意味着这些星系并非随机分布在宇宙中而是被共同的引力束缚形成了一个星系团。

3. 命名与定位：后发座的“宇宙地标” 后发座星系团因位于后发座（Coma Berenices）天区而得名。

后发座是一个小型星座位于狮子座与大熊座之间以埃及王后伯伦尼斯二世的头发命名。

星系团的核心区域大致对应后发座的“后发座β星”（Diadem）附近覆盖天区约10度×10度（相当于20个满月的面积）。

二、基本画像：3.2亿光年外的“宇宙岛屿” 后发座星系团是人类研究最透彻的富星系团之一它的基本属性为宇宙大尺度结构提供了关键参考： 1. 大小与质量：宇宙中的“超级引力阱” 直径：约2000万光年（是银河系直径的200倍）； 包含星系：超过1000个明亮星系（视星等≤15等）若包括暗弱的矮星系总数可达数万个； 总质量：约101?倍太阳质量（其中可见星系仅占10%其余90%是暗物质和高温星系际介质）。

2. 类型：富星系团的“典型代表” 星系团按质量与形态分为三类：贫星系团（＜100个星系）、富星系团（＞100个星系）、超星系团（多个星系团组成）。

后发座星系团属于富星系团其质量与规模仅次于室女座星系团（Virgo Cluster）和后发座超星系团的核心。

3. 宇宙学位置：后发座超星系团的“心脏” 后发座星系团是后发座超星系团（Coma Supercluster）的核心。

后发座超星系团包含约8个星系团总质量约3×101?倍太阳质量覆盖天区约50度×50度。

而更宏观的尺度上后发座超星系团与室女座超星系团、狮子座超星系团等共同组成巨引源（Great Attractor）——一个质量达101?倍太阳质量的巨大引力中心吸引着周围的星系向其运动。

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