星系团

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星系团( Cluster of Galaxies ),十几个、几十个以至成百上千个星系集聚在一起组成的星系集团。宇宙中确知具有动力学束缚特征的最大结构。其中的每一个星系称为星系团的成员星系。成员数目较少(不超过100个)的星系团称为星系群。现已发现上万个星系团,距离远达70亿光年之外。至少有85%的星系是各种星系群或星系团的成员。小的星系团如本星系群由银河系以及包括仙女星系在内的40个左右大小不等的星系组成。大的星系团如后发座星系团有上千个比较明亮的成员星系,如果把一些暗星系也包括进去,总数可能上万。平均而言,每个星系团内的成员数约为130个。有时又称成员数较多的星系团为富星系团,但贫、富的划分标准也是相对的。尽管不同星系团内成员星系的数目相差悬殊,但星系团的线直径最多相差一个数量级,平均直径约为5兆秒差距。

武仙座星系团.jpg

武仙座星系团

星系团按形态大致可分为规则星系团和不规则星系团两类。规则星系团以后发座星系团为代表,大致具有球对称的外形,往往有一个星系高度密集的中心区,团内常常包含有几千个成员星系,几乎全部都是椭圆星系或透镜星系。这种星系团往往发射弥漫X射线,显示其内部存在温度高达一亿度的热气体。这些气体的金属丰度达太阳值的1/3,可能是由于星系内恒星演化增丰的气体被星系间相互作用剥离的结果。不规则星系团结构松散,没有一定的形状,也没有明显的中央星系集中区,如武仙座星系团。它们的数目比规则星系团更多。范围比较大的不规则星系团可有几个凝聚中心,在团内形成一种次一级的成群结构。不规则星系团包含各种类型星系,其中往往以暗星系占绝对优势。另外,不规则星系团内气体仅同个别星系相关联,缺少弥漫的星系际介质。这些特征显示不规则星系团没有像规则星系团那样充分位力化。

星系团作为整体的视向速度同星系团的距离满足哈勃定律,即距离越远视向速度越大。如较近的室女星系团离太阳约19兆秒差距,视向速度为1 180千米/秒;而长蛇Ⅱ星系团离太阳约有1 000兆秒差距,视向速度则高达60 000千米/秒。一个星系团内不同成员星系间的相对运动情况可用速度弥散度来表示。一般随着星系团的范围的扩大和成员数的增加,速度弥散度也就越来越大。小星系团的速度弥散度约为250~500千米/秒;大星系团的速度弥散度高达2 000千米/秒。根据速度弥散度,利用位力定理可估算星系团的总质量;扣除由星系光度函数和平均质光比算出的星系质量,以及由X射线观测借助流体静平衡算出的热气体质量后,可以估计出暗物质所占的比例和分布。