宇宙中最大的星系究竟大到什么程度？根据《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志即将发表的一项新研究[1]，天文学家发现了长达1630万光年（5 Mpc）的星系，打破人类的认知，它成为了目前已知最大的星系。
地球位于太阳系中，这个结构的直径估计为2光年。出了太阳系后，就是广袤的星际空间，那里还有成百上千亿个恒星系统，它们共同组成了更为庞大的结构，这就是银河系，其直径约为18万光年。
银河系就像宇宙中的孤岛，悬浮在浩瀚的星系际空间中。在直径930亿光年的可观测宇宙中，估计存在至少2000亿个星系。星系的尺寸有大有小，小的只有几百光年，大的有几十万光年。
此前，位于10.4亿光年外的IC 1101一直被认为是最大的星系，它的星系晕从核心一直向外延伸了200万光年，整个星系的跨度估计可达600万光年。要知道，离银河系最近的大型星系——仙女座星系，距离也不过才254万光年。
而这一次天文学家新发现的星系比IC 1101还要更大，这就是位于30亿光年外的阿尔库俄纽斯（Alcyoneus）星系，它的跨度是银河系的90倍，IC 1101的2.7倍。光从这个星系的一边传播到另一边，需要长达1630万年的时间，这样的尺寸大到超乎想象。
在几乎所有星系的中心，都有一个超大质量黑洞，它们的质量至少是太阳的几十万倍。如果星系中心存在丰富的气体云，那么，超大质量黑洞就能大量吞噬它们，由此可以喷发出极为强烈的无线电波，这样的星系就是射电星系。
阿尔库俄纽斯是一个巨型射电星系，其中心潜伏着一个巨大的黑洞，它的质量估计是太阳的4亿倍，相当于我们银河系中心超大质量黑洞人马座A*的100倍。
当物质落入黑洞时，大部分都会穿过黑洞的表面，也就是事件视界，进入黑洞的内部空间，然后再到达中心的奇点，它们永远也不会逃脱出来。但还有一小部分物质会从吸积盘内部区域汇集到两极，在那里以等离子体喷流的形式被喷射到太空中。
这种黑洞喷流可以传播非常遥远的距离，扩散形成巨大的射电辐射叶。在阿尔库俄纽斯星系中心超大质量黑洞的作用下，形成了跨度1630万光年的巨型结构。
但令人感到意外的是，这个星系的总质量只有太阳的2400亿倍，还不到银河系的三分之一。巨型射电星系的产生还是个未解之谜，天文学家至今仍不知道它们究竟是如何变得这么大，很难想象单靠中心的超大质量黑洞就能产生如此巨大的喷流。
宇宙中的巨型结构总是令人困惑，目前已知最大的宇宙结构是位于100亿光年外的武仙-北冕座长城，它最窄的地方就有72亿光年，而最宽的地方更是高达98亿光年，这个结构的形成原因也深深地困扰着天文学家。
但纵使结构再大，仍然还是在宇宙中，宇宙的大小更是让人类无法想象。我们平时所说的宇宙直径为930亿光年，这其实指的是可观测宇宙。而在这之外的不可观测宇宙，根本就没人知道究竟大到什么程度。
参考文献
[1] Martijn S.S.L. Oei, Reinout J. van Weeren, Martin J. Hardcastle, et al. The discovery of a radio galaxy of at least 5 Mpc, Astronomy & Astrophysics, 2022, arXiv: 2202.05427.
评论列表