ซูเปอร์คลัสเตอร์ท้องถิ่น | |
---|---|
ข้อมูลการสังเกต ( Epoch J2000 ) | |
โครงสร้างผู้ปกครอง | ซูเปอร์คลัสเตอร์ลานิอาเคีย |
เรดชิฟต์ | การเปลี่ยนแปลงดอปเปลอร์ |
มวลยึดเกาะ | ~1.48 × 10 15 [1] ม. ☉ |
ความส่องสว่าง (ระบุ) | 3 × 1012 ลิตร☉ [1] (รวม) |
ชื่อเรียกอื่น ๆ | |
คลัสเตอร์ราศีกันย์ (เก่า), LSC, LS |
ซูเปอร์คลัสเตอร์ท้องถิ่น ( LSCหรือLS ) คือซูเปอร์คลัสเตอร์ที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งประกอบด้วยกระจุกดาวหญิงสาวและกลุ่มท้องถิ่นซึ่งประกอบด้วยกาแล็กซีทางช้างเผือกและ กาแล็กซีแอน ดรอเมดารวมถึงกาแล็กซีอื่น ๆกลุ่มกาแล็กซีและคลัสเตอร์ อย่างน้อย 100 กลุ่ม ตั้งอยู่ในเส้นผ่านศูนย์กลาง 33 เมกะพาร์เซก (110 ล้านปีแสง ) ซูเปอร์คลัสเตอร์กลุ่มหญิงสาวเป็นหนึ่งในประมาณ 10 ล้านคลัสเตอร์ในจักรวาลที่สังเกตได้และอยู่ในกลุ่มซูเปอร์คลัสเตอร์ราศีมีน–ซีตัส ซึ่งเป็น เส้นใยของกาแล็กซี
การศึกษาวิจัยในปี 2014 ระบุว่า Local Supercluster เป็นเพียงส่วนหนึ่งของ Supercluster ที่มีขนาดใหญ่กว่า นั่นคือLaniakeaซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าและมีศูนย์กลางอยู่ที่Great Attractor [ 2]จึงรวมเอา Virgo Supercluster เดิมที่อยู่ภายใต้ Laniakea ไว้ด้วยกัน
เริ่มต้นด้วยตัวอย่างเนบิวลา ขนาดใหญ่ชุดแรก ที่เผยแพร่โดยวิลเลียมและจอห์น เฮอร์เชลในปี 1863 เป็นที่ทราบกันดีว่ามีสนามเนบิวลาส่วนเกินอย่างเห็นได้ชัดในกลุ่มดาวหญิงสาวใกล้ขั้วเหนือของกาแล็กซีในปี 1950 นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส-อเมริกันGérard de Vaucouleursเป็นคนแรกที่โต้แย้งว่าส่วนเกินนี้แสดงถึงโครงสร้างคล้ายกาแล็กซีขนาดใหญ่ โดยบัญญัติศัพท์ว่า "Local Supergalaxy" ในปี 1953 จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็น "Local Supercluster" (LSC [3] ) ในปี 1958 Harlow Shapleyได้เสนอคำว่าMetagalaxyในหนังสือOf Stars and Men ของเขาในปี 1959 [4]
มีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงปี 1960 และ 1970 ว่าซูเปอร์คลัสเตอร์ท้องถิ่น (LS) เป็นโครงสร้างหรือเป็นการเรียงตัวของดาราจักรโดยบังเอิญกันแน่[5] ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยการสำรวจเรดชิฟต์ขนาดใหญ่ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความเข้มข้นของดาราจักรในแนวระนาบของดาราจักรนั้นแบนราบลง[6]
ในเอกสารที่ครอบคลุมในปี 1982 R. Brent Tullyได้นำเสนอข้อสรุปจากการวิจัยของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานของ LS ซึ่งประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ ดิสก์แบนราบอย่างเห็นได้ชัดซึ่งประกอบด้วยกาแล็กซีส่องสว่างสองในสามของซูเปอร์คลัสเตอร์ และฮาโลทรงกลมโดยประมาณซึ่งประกอบด้วยกาแล็กซีที่เหลือหนึ่งในสาม[7] ดิสก์เองเป็นทรงรีบาง (~1 ล้านพาร์เซก ) ที่มีอัตราส่วนแกนยาวต่อแกนสั้นอย่างน้อย 6 ต่อ 1 และอาจสูงถึง 9 ต่อ 1 [8] ข้อมูลที่เผยแพร่ในเดือนมิถุนายน 2003 จากการสำรวจการเลื่อนไปทางแดงของกาแล็กซีสององศาสนาม (2dF) 5 ปี ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถเปรียบเทียบ LS กับซูเปอร์คลัสเตอร์อื่นๆ ได้ LS แสดงถึงซูเปอร์คลัสเตอร์ที่มีความหนาแน่นต่ำ (กล่าวคือ ไม่มีแกนกลางที่มีความหนาแน่นสูง) และมีขนาดค่อนข้างเล็ก โดยมีกระจุกกาแล็กซีที่มีความหนาแน่นสูงหนึ่งกระจุกอยู่ตรงกลาง ล้อมรอบด้วยเส้นใยของกาแล็กซีและกลุ่มที่มีความหนาแน่นต่ำ[1]
กลุ่มท้องถิ่นตั้งอยู่ในบริเวณชานเมืองของ LS ในเส้นใยขนาดเล็กที่ทอดยาวจากกระจุกดาวฟอร์แน็กซ์ไปยังกระจุกดาวหญิงสาว[6]ปริมาตรของกระจุกดาวหญิงสาวมีขนาดใหญ่กว่ากลุ่มท้องถิ่นประมาณ 7,000 เท่า หรือ 100 พันล้านเท่าของทางช้างเผือก
ความหนาแน่นของจำนวนกาแล็กซีใน LS ลดลงตามกำลังสองของระยะห่างจากศูนย์กลางใกล้กับกระจุกดาราจักรในกลุ่มดาวหญิงสาวซึ่งแสดงให้เห็นว่ากระจุกดาราจักรนี้ไม่ได้ตั้งอยู่โดยสุ่ม โดยรวมแล้ว กาแล็กซีที่ส่องสว่างส่วนใหญ่ (มีค่าความสว่างน้อยกว่าค่าสัมบูรณ์ −13) จะกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มเมฆจำนวนเล็กน้อย(กลุ่มของ กระจุกดาราจักร ) ร้อยละเก้าสิบแปดพบในกลุ่มเมฆ 11 กลุ่มต่อไปนี้ โดยเรียงตามลำดับจำนวนกาแล็กซีที่ส่องสว่างจากน้อยไปมาก ได้แก่ Canes Venatici กระจุกดาราจักรในกลุ่มดาวหญิงสาว กลุ่มดาวหญิงสาว II (ส่วนขยายทางใต้) กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวเครเตอร์ (NGC 3672) กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่ม ดาวหญิงสาว กลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 1 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่2 กลุ่ม ดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 2 กลุ่มดาวหญิงสาว กลุ่ม ที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 3 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 4 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 5 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 6 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 7 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่ 8 กลุ่มดาวหญิงสาวกลุ่มที่9 ...
กาแล็กซีที่ส่องสว่างซึ่งอยู่ในจานนั้น หนึ่งในสามอยู่ในกระจุกดาวหญิงสาว ส่วนที่เหลืออยู่ในกลุ่มเมฆ Canes Venatici และกลุ่มดาวหญิงสาว II รวมถึงกลุ่ม NGC 5643 ซึ่งไม่มีความสำคัญมากนัก
กาแล็กซีที่ส่องสว่างในฮาโลนั้นกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มเมฆจำนวนเล็กน้อย (94% ใน 7 กลุ่มเมฆ) การกระจายนี้บ่งชี้ว่า "ปริมาตรส่วนใหญ่ของระนาบซูเปอร์กาแล็กซีเป็นช่องว่างขนาดใหญ่" [8]การเปรียบเทียบที่เป็นประโยชน์ซึ่งตรงกับการกระจายที่สังเกตได้คือฟองสบู่ กลุ่มดาวแบนและซูเปอร์คลัสเตอร์พบได้ที่จุดตัดของฟองอากาศ ซึ่งเป็นช่องว่างขนาดใหญ่ในอวกาศที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมโดยประมาณ (มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 20–60 ล้าน พาร์เซก ) [9] โครงสร้างเส้นใยยาวดูเหมือนจะครอบงำ ตัวอย่างนี้ได้แก่ซูเปอร์คลัสเตอร์ไฮดรา–เซนทอรัสซึ่งเป็นซูเปอร์คลัสเตอร์ที่อยู่ใกล้ซูเปอร์คลัสเตอร์เวอร์โกมากที่สุด โดยเริ่มต้นที่ระยะห่างประมาณ 30 ล้านพาร์เซกและขยายไปถึง 60 ล้านพาร์เซก[10]
ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา เป็นที่ชัดเจนว่าไม่เพียงแต่กลุ่มท้องถิ่น เท่านั้น แต่รวมถึงสสารทั้งหมดที่อยู่ห่างออกไปอย่างน้อย 50 ล้านพาร์เซกกำลังประสบกับกระแสมวลจำนวนมากในระดับ 600 กม./วินาทีในทิศทางของกระจุกดาวนอร์มา (Abell 3627) [11] Lynden-Bell et al. (1988) เรียกสาเหตุของสิ่งนี้ว่า " ตัวดึงดูดที่ยิ่งใหญ่ " ปัจจุบันเข้าใจกันว่าตัวดึงดูดที่ยิ่งใหญ่คือจุดศูนย์กลางมวลของโครงสร้างกระจุกดาวขนาดใหญ่กว่าซึ่งเรียกว่า " Laniakea " ซึ่งรวมถึงกระจุกดาวหญิงสาว (รวมถึงกลุ่มท้องถิ่น) ตลอดจนกระจุกดาวไฮดรา-เซนทอรัส กระจุกดาวพาโว-อินดัส และกลุ่มฟอร์แน็กซ์
พบว่า Great Attractor ร่วมกับ supercluster ทั้งหมดกำลังเคลื่อนตัวไปทางShapley Superclusterโดยมีศูนย์กลางอยู่ที่Shapley Attractor [ 12]
LS มีมวลรวมM ≈ 10 15 M ☉และมีค่าความส่องสว่างทางแสงรวมL ≈ 3 × 1012 L ☉ . [1]ซึ่งจะทำให้ได้อัตราส่วนมวลต่อแสงที่สูงกว่าอัตราส่วนของดวงอาทิตย์ประมาณ 300 เท่า ( M ☉ / L ☉ = 1) ซึ่งตัวเลขนี้สอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ได้จากซูเปอร์คลัสเตอร์อื่นๆ [13] [14] เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วอัตราส่วนมวลต่อแสงของทางช้างเผือก มีค่าเท่ากับ 63.8 โดยถือว่า ความสว่างสัมบูรณ์ ของ ดวงอาทิตย์เท่ากับ 4.83 [15]ความสว่างสัมบูรณ์ของทางช้างเผือกเท่ากับ −20.9 [16] และมวลของทางช้างเผือกเท่ากับ 1.25 × 1012 M ☉ . [17]อัตราส่วนเหล่านี้เป็นหนึ่งในข้อโต้แย้งหลักที่สนับสนุนการมีอยู่ของสสารมืด จำนวนมาก ในจักรวาล หากไม่มีสสารมืด อัตราส่วนมวลต่อแสงก็คงจะน้อยกว่านี้มาก