星系解析：星系的結構及星系團的形成

星系是宇宙中最大的單個物體，平均跨度大約為10萬光年。然而組成星系的結構以及星系群又是怎麼樣的呢？今天小編為大家講解一下這方面的知識。

星系的結構：

形成恆星的物質僅僅是包含在星系中所有物質的極小部分，其餘的質量以灰暗物體的形式存在，它們太暗，以至於我們無法從觀測星系時看到，或者甚至這些我們無法探測到的物質形式就是暗物質。

在從地球無法看到的昏暗物質中，螺旋星系盤中含有大量不發光的塵埃與氣體線。有時候塵埃線能被看到是因為它們擋住從旋臂上發出的光，從而使我們能看到它們的輪廓。星系盤中同樣包含著許多的更暗、更老的恆星，因為它們的光芒被旋臂上年輕明亮的恆星掩蓋，所以無法被看到。恆星圍繞著螺旋星系的旋轉為我們提供了許多關於星系中比可見部分更多物質的重要線索。恆星移動得很快，以阻止星系飛離天文學家們相信的圍繞螺旋星系的巨大、隱藏著的球狀物質暈。

從可見的證據上來，星系的質量與太陽系一樣，似乎集中在它的核內。這也許意味著，隨著星系的旋轉，離核心較遠的恆星要比距離較近的恆星移動得慢。但是，實際觀測並不支持點。相反，星系的質量更像是存在於它的可見區域之外，包含在巨大的球狀物質暈中。

暈中的物質被認為包括了好幾種不同的物體，例如星系盤逃逸出來灰暗恆星；失敗的恆星，它們被稱為矮褐星；恆星崩塌、死亡之後的遺迹形成了包括中子星、黑洞在內的物體。氣體雲可能夠存在於星系暈中。除了灰暗物體之外，星系暈也包含了名為球狀星團的發光體。

球狀星團類似於橢圓星系，它們是被相互間的引力束縛在一起的恆星的球形集合物。在球狀星團中沒有恆星產生，它們環繞著自己的母星系，並且界定出一個球狀區域，這被認為代表著星系暈邊界。

球狀星團包含了非常老的恆星——大部分被認為是在100億年前形成的。然而一些恆星甚至更老，有著估計和宇宙一樣的年齡。最大的球狀星團包含了幾百萬顆恆星。典型的螺旋星系有大約150個球狀星團，而橢圓星系可能包含上千個。一般認為氣體雲團崩塌形成星系時，孤立區域會各自崩塌並形成球狀星團。

許多天文學家相信，在星系暈之外，還存在著一個甚至更大的球狀區域，這被稱為冕。星系冕可能有星系暈的4倍大的直徑，可能包含了奇特的暗物質粒子，它們的行為特徵與五中穩定的基本粒子大不相同。受到技術的限制，甚至使用目前最先進的設備也探測不到這些粒子，然而它們的存在卻可以通過它們對星系中發光物質的引力作用推測出來。一些天文學家提出，星系冕可能佔據了許多達星系總物質量90%的比例。

星系團：

幾乎所有的星系都通過引力與其他星系相關聯，這樣的聯合就被稱為星系群或星系團——取決於包含的星係數量。我們所在的星系——銀河系是本星系群中的一員，本星系群包含了大約20個不同大小的星系。超過數十個星系組成的聯合稱為星系團，它們有不同的形狀和大小：有的是球形的，有些則是不規則的，並且蜿蜒著穿過宇宙。不同的星系團類型包含了不同種類的星系，通過研究所包含的星系類型，天文學家能夠了解星系的形狀是怎麼演化的，尤其是螺旋星系如何形成橢圓星系的。

在球狀星系團中，大部分星系的橢圓星系。這些星系團類似於圓球形星團——組成方式相同，只是規模大的多。它們不是由單個的恆星組成，而是由不同的星系組成。這些星系團環繞著一個星系十分集中的中心按照固定的橢圓軌道運行，這些軌道周期性地將它們帶到這些緻密的區域中。一旦到那裡，螺旋星系就會與其他的星系碰撞形成橢圓星系。在一些情況下，星系團的中心部分是一個巨大的橢圓星系，這些就是cD型星系，它們被認為是由多個較小的星系的連續合并產生。不規則星系團主要由螺旋星系組成，沒有固定的形狀或者引力中心，它們的成員星系間很少能夠相互接觸。

星系團同樣會因為引力與別的星系團束縛在一起。通過澳大利亞的2dF與美國的斯隆數字空間探測器望遠鏡等儀器，天文學家繪製了數十萬的星系的位置和紅移，表明這些星系並不是均勻的分布在宇宙中，而是構成了掃過整個宇宙的名為超星系團的鏈狀結構。本星系群屬於一個超星系團，被稱為處女座超星系團，它的直徑超過了1億光年。超星系團看起來似乎聚集在一個超大的球狀巨洞周圍。這可能與對宇宙背景輻射的研究中探測到的原始物質中的「粗塊」有關。最大的超星系團是一個被稱為長城的薄片，它覆蓋了超過2.5億乘以7.5億光年的區域。

星系團內引力往往能夠抵消宇宙的膨脹。星系也就按照它們之間的引力作用而移動。但是超星系團極其大，它的內部空間正如哈勃流所示那樣應當正在膨脹。由於引力的影響，這不再是一種簡單的膨脹性運動。不同於各處均勻的生長，超星系團隨著宇宙的膨脹逐漸地被拉長。

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