如果你想确定自己在宇宙中的位置,那就从你的宇宙地址开始吧。你居住在地球->太阳系->银河系->本星系团->室女座星系团->室女座超星系团->拉尼亚凯亚星系。得益于新的深空勘测,天文学家现在认为所有这些地方都是“邻近区域”中更大的宇宙结构的一部分,称为沙普利集中区。

银河系可能是比拉尼亚凯亚更大的结构的一部分

天文学家将沙普利集中区称为“引力盆地”。这是一个充满质量的区域,充当着“引力源”。这个区域包含许多星系团和星系群,是当地宇宙中物质最集中的区域。所有这些星系,加上暗物质,都对沙普利集中区产生了引力影响。

宇宙中有许多这样的盆地,包括拉尼亚凯亚盆地。天文学家正在努力更精确地勘测它们,这将有助于绘制出宇宙中最大结构的更精确地图。

夏威夷大学天文学家R.BrentTully领导的一个研究小组测量了大约56,000个星系的运动,以了解这些盆地及其在太空中的分布。“我们的宇宙就像一张巨大的网,星系沿着细丝分布,聚集在引力将它们拉到一起的节点上,”Tully说。

“就像水在分水岭内流动一样,星系在宇宙引力盆地内流动。这些更大盆地的发现可能会从根本上改变我们对宇宙结构的理解。”该论文发表在《自然天文学》杂志上。

宇宙流动和映射结构

塔利的团队名为“宇宙流”,他们研究这些遥远星系在太空中的运动。该团队的“红移”调查揭示了我们当地星系引力盆地的大小和规模可能发生的变化。我们已经知道我们“生活”在拉尼亚凯亚,它的直径约为5亿光年。然而,其他星系团的运动表明,有一个更大的“引力源”引导着星系团的流动。

宇宙流数据表明,我们可能是沙普利浓缩区的一部分,其体积可能是拉尼亚凯亚星系的10倍。它大约是太空中最大的结构“长城”体积的一半,长城是一串横跨14亿光年的星系。

沙普利浓聚体最早是由天文学家哈洛·沙普利在20世纪30年代观测到的,当时它只是半人马座中的一团“云”。这个超星系团出现在本星系群(我们居住的地方)的运动方向上。因此,科学家推测它可能正在影响我们星系的特殊运动。

有趣的是,室女座超星系团(以及本星系群和银河系)似乎正朝着沙普利浓度区移动。塔利和其他人所做的调查应该可以证实,他们正朝着吸引他们的物体移动。

这些引力盆地从何而来?从某种意义上说,它们和塔利提到的宇宙及其宇宙物质网一样古老。宇宙物质网和这些引力盆地的种子是在大约138亿年前种下的。大爆炸后,婴儿宇宙处于热致密状态。随着宇宙膨胀和冷却,物质密度开始波动。

这些密度波动之间存在着微小的差异。我们可以把它们看作是星系、星系团,甚至是我们今天在宇宙中看到的更庞大结构的最早的“种子”。

当天文学家勘测天空时,他们发现了所有这些不同结构的证据。现在,他们必须解释它们。沙普利浓缩区是我们的拉尼亚凯亚星所属的大盆地,这一观点意味着当前的宇宙学模型无法完全解释它的存在。

“这一发现提出了一个挑战:我们的宇宙勘测可能还不足以绘制出这些巨大盆地的全貌,”休斯顿大学天文学家EhsanKourkchi说道。“我们仍在通过巨大的眼睛观察,但即使是这些眼睛也可能不足以捕捉到我们宇宙的全貌。”

所有这些星系、星系团和超星系团的主要参与者都是引力。质量越大,引力对运动和物质分布的影响就越大。对于这些引力盆地,塔利的研究小组研究了它们对该区域星系运动的影响。这些盆地对位于它们之间的星系施加了一种“拉锯战”。这影响了它们的运动。

具体来说,像塔利团队正在进行的红移调查将绘制径向运动(沿视线)、速度(移动速度)和其他相关运动。通过绘制整个本地宇宙中星系的速度,该团队可以确定每个超星系团占主导地位的空间区域。

当然,这些运动很难定义。这就是为什么团队进行不同类型的测量。他们不只是绘制星系中的发光物质。他们还必须考虑到暗物质的推断存在。

还有其他复杂因素。例如,并非所有星系都相同——也就是说,它们的形状(形态)和物质密度各不相同。天文学家可以通过测量所谓的“星系特有速度”来解决这个问题。这是星系实际速度与预期“哈勃流”速度(反映星系之间的引力相互作用)之间的差异。

塔利团队的调查结果应该能提供这些空间区域的更精确的3D地图。其中包括它们的结构以及它们的运动和速度。这些地图反过来应该能让我们更深入地了解整个宇宙中所有物质(包括冷暗物质)的分布情况。