星系团
星系团（英语：Galaxy cluster或Cluster of galaxies）是由星系组成的自引力束缚体系，通常尺度在数百万秒差距或數百萬光年，包含数百到数千个星系，密度上大于星系群。而星系群只包含少量星系。银河系所在的星系群叫做本星系群，成员星系大约为50个。距离本星系群较近的一个星系团是室女座星系团，包含了超过2500个星系。
许多星系团是明亮的X射线源，其中X射线辐射是由强引力势阱束缚住的高温气体发出的。星系团的气体质量可达发光星系总质量的3-5倍[2]。研究星系团中物质的分布能够为暗物质的存在提供证据。
不同星系团中，各种类型的星系所占的比例很不一样[3]。研究发现，椭圆星系的比例与星系团的形态密切相关，如果一个星系团中椭圆星系所占的比例很大，那么这个星系团的形状倾向于规则和对称，如果椭圆星系所占的比例很小，星系团一般显示出不规则的形状。
星系團内的暗物质
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當以目視觀測，星系團似乎是由星系之間相互的引力吸引在一起的集團。但是，它們的速度都太大，不是它們共有的重力可以束縛住的，這意味著除了重力的束縛之外，還有額外的力量或元件的吸引力。X射線的研究表明有大量稱為星系團內介質的星際氣體存在。這些氣體非常的熱，溫度介於107K和108K之間，因此以軔致輻射和原子譜線輻射的形式發射出X射線。氣體總質量大於星系質量的兩倍多，然而這些質量仍不足以將星系保留在集團內。由於這些氣體散佈在星系團的各處，近似流體靜力平衡，所以可以測量分布的總質量。從這樣的測量推導出來的總質量要星系或熱氣體的質量大上六倍。這些從星系中迷失的質量或缺少的元件被稱為暗物質，而它們的性質仍是未知的。在典型的星系團中，形成星系的質量大約只有總質量的5%，或許有10%質量來自輻射出X射線的熱氣體，其餘形式的質量都是暗物質。Brownstein和Moffat[4]使用修正的引力理論來解釋X射線星系團沒有暗物質的質量。子彈星系團是有暗物質存在最有力的證據[5][6][7]；然而Brownstein 和Moffat[8] 已經表明他們修正的引力理論也可以解釋星系團的性質。
觀測的方法
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在巡天中已經發現的星系團，已經被使用多種的觀測技術和許多方法進行了研究：
- 光學或紅外線：透過光學或紅外線的影像可以個別研究星系團中的星系，經由光學或紅外線搜尋密集的星系，在確認其中幾個有相似的紅移，就可能發現了星系團。紅外線的搜尋在發現遠距離（更高紅移）的星系團特別有用。
- X-射線：使用X射線望遠鏡可以檢測到高熱電漿發射的X射線。使用X射線的影像或X射線光譜都可以研究星系團的氣體。在X射線巡天時，星系團與活躍星系核都很顯著，是銀河系之外最明亮的X射線發射體。
- 電波：在星系團中已經發現了大量的擴散結構發射出電波的頻率。電波源群（可能包括擴散結構和活躍星系核）已經被做為星系團位置的示蹤劑。圍繞著個別電波源（此處為活躍星系核）的高紅移影像已經被用來檢測原始星系團（形成過程中的星系團）。
- SZ效應：在星系團內介質的熱電子經由逆康普頓散射逆散射來自宇宙微波背景輻射的輻射，這就在被觀測的宇宙微波背景的一些電波頻率上產生了"影子"。
- 重力透鏡：星系團有足夠的質量扭曲在它們後面的星系被觀察到的方向。被觀測到的扭曲可以用來模擬在星系團中暗物質的分布。
星系團表
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| 名稱 / 編號 | 註解 |
|---|---|
| 室女座星系團 | 最靠近我們的星系團 |
相關條目
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ The Most Distant Mature Galaxy Cluster. ESO Science Release. ESO. [9 March 2011]. （原始内容存档于2021-03-09）.
- ^ Fukazawa, Y. et al., 1996, Publications of the Astronomical Society of Japan, 48, 395.
- ^ Oemler, A., 1974, Astrophysical Journal, 194, 1.
- ^ Brownstein, J. R.; Moffat, J. W. Galaxy Cluster Masses Without Non-Baryonic Dark Matter. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2006, 367: 527–540. Bibcode:2006MNRAS.367..527B. arXiv:astro-ph/0507222
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- ^ Markevitch; Gonzalez; Clowe; Vikhlinin; David; Forman; Jones; Murray; Tucker. Direct constraints on the dark matter self-interaction cross-section from the merging galaxy cluster 1E0657-56. Astrophys.J. 2003, 606 (2): 819–824. Bibcode:2004ApJ...606..819M. arXiv:astro-ph/0309303 . doi:10.1086/383178.
- ^ Coe, Dan; Benítez, Narciso; Broadhurst, Tom; Moustakas, Leonidas A. A High-resolution Mass Map of Galaxy Cluster Substructure: LensPerfect Analysis of A1689. The Astrophysical Journal. 2010, 723: 1678. Bibcode:2010ApJ...723.1678C. arXiv:1005.0398 . doi:10.1088/0004-637X/723/2/1678.
- ^ McDermott, Samuel D.; Yu, Hai-Bo; Zurek, Kathryn M. Turning off the lights: How dark is dark matter?. Physical Review D. 2011, 83: 063509. Bibcode:2011PhRvD..83f3509M. arXiv:1011.2907 . doi:10.1103/PhysRevD.83.063509.
- ^ Brownstein, J. R.; Moffat, J. W. The Bullet Cluster 1E0657-558 evidence shows Modified Gravity in the absence of Dark Matter. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2007, 382: 29–47. Bibcode:2007MNRAS.382...29B. arXiv:astro-ph/0702146v3 . doi:10.1111/j.1365-2966.2007.12275.x.
