银河快报

本超星系团在银河系吗?一位星图迷的深夜疑问

昨晚躺在阳台的躺椅上,手机屏幕亮着,刷到一条很有意思的问题:“本超星系团在银河系吗”,提这问题的朋友,大概是把自己给绕进去了——就好像在问“上海市在中国吗”一样,猛一听怪,仔细想又挺值得说道说道,我把手里那杯已经凉透的茶搁下,觉得这事儿还是得从头掰扯清楚。

先搞明白这三个词到底指什么

很多困惑其实来自名词本身,咱们不妨像剥洋葱那样,一层一层来。

银河系,我们脚下的“恒星大都市”

银河系是一个由大约1000亿到4000亿颗恒星组成的庞大系统,我们太阳只是其中不起眼的一颗,待在距离银河系中心约2.6万光年的猎户旋臂上,你在夏天夜晚看到的那条横跨天际的乳白色光带,其实就是在看银河系的“盘面”,它是一个直径大约10万到18万光年的漩涡状结构——光都要跑十几万年才能穿过去

本星系群,银河系的街坊邻居

银河系不是孤零零飘在宇宙里的,它身边还跟着大小麦哲伦云、仙女座星系、三角座星系等大约几十个星系,大家靠引力松松垮垮地绑在一起,组成了本星系群,这个群的跨度大概在1000万光年左右,形象点说,如果银河系是个热闹的大都市,那本星系群就是它所在的“小镇”,仙女座星系就是隔壁那个旗鼓相当的大镇子。

本超星系团,更大的宇宙“省城”

再往外看,本星系群也不是孤立的,它和附近很多类似的星系群、星系团一块儿,构成了室女座超星系团,也就是咱们常说的“本超星系团”,它像一个摊开的巨大煎饼,直径约1亿光年,包含至少100个星系群和星系团,总质量大约是太阳的10^15倍,这个结构的引力中心在室女座星系团那边,我们本星系群只是这个庞然大物外围的一个“郊区”。

所以问题“本超星系团在银河系吗”,答案到此其实已经非常明确了——不但不在,大小关系还正好相反,是银河系在本超星系团里面,就像你家住在一个小区里,不能说小区在你家里头。

在宇宙地图上找到自己的位置

我喜欢拿地图打比方,如果宇宙是一张超级大的地图,那这张表就是咱们的“行政划分”:

地球 就是你的家庭住址
太阳系 你所在的那栋楼
银河系 你居住的城市
本星系群 这个城市所在的县级市
本超星系团(室女座超星系团) 这个县级市所属的省份
拉尼亚凯亚超星系团 省份上面的那个“大区域”

这么一列,层级关系是不是一下子就清楚了?银河系其实是本超星系团里成千上万个星系中的一个,它们之间的从属关系,是“大套小”而不是“小装大”。

拉尼亚凯亚,我们真正的“上级单位”

更有意思的是,2014年,天文学家图利和同事们发布了一项研究(《自然》杂志上可以查到那篇题为“The Laniakea supercluster of galaxies”的论文),他们根据星系的运动速度场,画出了一个比本超星系团更大的结构——拉尼亚凯亚超星系团,它的跨度达到2亿光年,包含约10万个星系,本超星系团只是它的一部分,也就是说,咱们传统的“本超星系团”这个省,其实是归属在一个更大的“大区”里面的。

这就好比,以前你以为自己所在的省已经是最高一级了,后来发现上头还有个地理大区,这个发现挺颠覆的,也难怪很多人对宇宙层级容易犯迷糊。

为什么这个关系经常让人理不清

我琢磨了一下,大家容易把本超星系团和银河系搞混,主要原因有几个:

  • 中文名字有点“坑”。 “本”在中文里常指“这个”或者“自己的”,本地”“本人”。“本超星系团”这个名字很容易让非专业人士下意识觉得,它跟“我们自己”的银河系是同级甚至更小的事物,其实这个“本”仅仅是“我们所在的”这个意思。
  • 宇宙尺度没法直观感受。 我们习惯了城市和国家的尺度,一旦把数字换成几亿光年,脑海里完全没有参照物,一亿光年和一百亿光年,听起来都只是“很大很大”,具体的层级差异反而模糊了。
  • 科普图看多了容易产生错觉。 很多示意图为了画清楚,会把银河系画得挺大,而超星系团画成一个圈圈,乍一看好像两者差不多,其实完全不是那回事。

写到这里,茶水早就凉透了,宇宙的层级关系,一理清楚之后其实挺简单,就是套娃一样的结构,银河系安稳地漂在它的轨道上,被本星系群拥着,而本星系群又在本超星系团那片巨大的引力洼地里慢慢转动,搞清楚谁在谁里面,下次再和朋友聊起这些话题的时候,心里就有数了。

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