宇宙中最大規模物體是什麼?包含3萬億個太陽

沒有什麼比仰望夜空讓你感到渺小的了。但當你向宇宙探索的時候,你可能也會想:宇宙中已知的最大物體是什麼?在某些方面,這個問題取決於“對象”這個詞的含義。天文學家已經發現結構像Hercules-Corona Borealis長城: 一種巨大的氣體,塵埃和暗物質細絲,包含數十億星系延伸大約100億光年的長度——可以認為是最大對象稱號。但是將這個集歸類為一個獨特對象是有問題的,因為很難確定它的開始和結束的確切位置。

宇宙中最大規模物體是什麼?包含3萬億個太陽

“物體”實際上在物理學或天體物理學中有一個清晰的定義,來自加拿大新斯科舍省哈利法克斯達爾豪西大學的天體物理學家斯科特·查普曼說:這是由自身重力結合在一起的東西,比如一個行星、恆星或圍繞一個星系運行的恆星。考慮到這一點,找出宇宙中最龐大的事物的運行情況要容易一些。根據所考慮的規模,這個獎項可以頒給不同的實體,但每個獲獎者都為科學家提供了對宇宙中大小和質量極限的洞見。

最大的行星,恆星和星系團

對於我們這些相對較小的物種來說,地球是巨大的,大約有13億磅。但它不是太陽系中最大的行星,與海王星、天王星、土星和強大的木星相比,它們的重量都相形見絀,它的重量為4.2萬億磅。研究人員已經發現了數千顆圍繞其他恆星運行的行星,其中包括許多使我們當地的巨人看起來微不足道的行星。在2016年發現的HR2562 b是迄今發現的最重的系外行星,質量是木星的30倍。在這個尺寸上,天文學家們不確定是否將這個龐然大物歸類為褐矮星,這將使它成為一種小恆星而不是行星。

宇宙中最大規模物體是什麼?包含3萬億個太陽

恆星本身可以長到巨大的尺寸,最著名的恆星是R136a1,比我們的太陽重265到315倍,這是一個令人難以置信的。根據《皇家天文學會月報》2010年的一項研究,在距銀河系130000光年遠的大麥哲倫星雲中,R136a1是如此巨大而明亮,它發出的光實際上把它撕裂了。恆星發出的電磁輻射足夠強大,可以從表面帶走物質,導致恆星每年損失大約16個地球的質量。天文學家們不確定這種自我毀滅的恆星是如何形成的,也不確定它能在一起維持多久。

星系是宇宙大小尺度下的一個對象。銀河系已經非常龐大,綿延10萬光年,包含約2000億顆恆星,重量約為太陽質量的1.7萬億倍。但據美國國家航空航天局(NASA)數據,它無法與“鳳凰星團”(Phoenix Cluster)的中央星系競爭,該星系的直徑為220萬光年,約有3萬億顆恆星。在這頭巨獸的中心是一個超大質量的黑洞,這是有史以來最大的黑洞,估計有200億個太陽質量。根據《自然》期刊2012年的一篇論文,鳳凰星團本身是一個巨大的聚集,本身就是大約1000個星系的大量聚集地,它們相距約57億光年遠,總質量約為2萬億個太陽。

宇宙中最大規模物體是什麼?包含3萬億個太陽

但是,即使是這樣的巨人也無法與可能出現的最大規模的對象競爭——最近發現的,名為SPT2349的星系原型,在4月25日《自然》期刊上發表。查普曼的團隊發現了打破記錄的記錄,用這種結構擊中了頭獎,超過14個非常大的單個星系擠在比我們銀河系更大的空間裡。當宇宙僅為當前年齡的十分之一時,這個小星系中的單個星系最終會合併成一個巨大的星系,這是宇宙中最龐大的星系。這只是冰山一角,進一步的觀察發現,總結構包含了大約50個額外的星系,這些星系都將進入一個被稱為“銀河星團”的天體中,在這個星系中,許多星系都圍繞著另一個星系。

之前最大規模的紀錄保持者是El Gordo星團,它的重量相當於3萬億太陽,但SPT2349可能會超過它至少4到5倍。當宇宙只有14億年的時候,這樣一個巨大的物體可能形成,這讓研究人員感到驚訝,因為計算機模擬顯示,這樣大的物體通常需要更長的時間才能出現。中央巨大的星系形成非常早,而且比我們想象的更迅速,只是在宇宙的時間尺度上眨眼而已。考慮到人類只搜索了天空中的一小部分,更大的物體可能會潛伏在宇宙中。

博科園-科學科普|文:Adam Mann/Live Science


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