新研究揭示了星系簇和星系团之间比以前所理解的更深的区别

天文学家们普遍认为，星系团和星系簇的区别主要在于它们所包含的星系数量--星系团中的星系数量较少，而星系簇中的星系数量较多。塔尔图大学塔尔图天文台（Tartu Observatory of the University of Tartu）的天文学家们在马雷特-艾纳斯托（Maret Einasto）的带领下决定对此进行研究，并发现了星系群和星系团之间的更多差异。

宇宙的结构可以被描述成一个巨大的网络，一个宇宙网，由单个星系链（丝状）和小星系群连接着丰富的星系群和星系团，这些星系群和星系团可以包含成千上万个星系。星系系统之间有巨大的空隙，空隙中几乎看不到任何物质（星系和气体）。星系团和星系簇又可以形成更大的星系系统，称为超星系团。

研究目标和方法

在研究中，塔尔图天文学家使用了有关星系团、星系团中最亮的星系（即所谓的主星系）及其周围环境的数据。研究的目的是将这些数据结合起来，观察能否为不同大小的星系群的可能分类提供新的信息。

研究结果表明，星系群和星系团可以分为两类，它们的性质截然不同。在富星系团和贫星系团中，影响星系团和星系簇中主要星系形成和演化的物理过程是不同的。

在这项工作中，研究人员用两种不同的方式描述了星系团的环境。首先，他们用一般密度场来描述宇宙网，超星系团是最大的高密度区域，而空洞则是低密度区域。其次，他们计算了每个星系群与最近的丝轴的距离。这个距离显示了星系群是在丝状轴中，还是离丝状轴很近或很远。

每个彩色圆圈代表一个星系群或星系团。最富集的星系团用红色标出；它们是大力神超星系团和狮子座超星系团中最富集的星系团。侧面板显示的是这些星系团中最亮的星系，这些星系来自斯隆数字数据库。黄色、绿色和蓝色圆圈代表从最亮到最暗的星系团。资料来源：Maret Einasto

研究人员将星系群的主星系分为没有活跃恒星形成的星系（这些星系主要为红色）和目前恒星形成活跃的星系（年轻恒星使这些星系呈现蓝色）。不过，他们也在星系群的主星系中发现了红色恒星形成星系。

亮度、位置和属性

通过比较不同光度（或丰富度）星团中主星系的性质，发现星团主要分为两类--高光度星团和星团，其中几乎所有的主星系都是不形成恒星的红色星系；低光度贫乏星团，其中的主星系除了不形成恒星的星系外，还可能有形成恒星的蓝色或红色星系。

星系群和星系团之间的差异并不局限于光度--每个样本都可以根据一个特征分成两个。此外，研究还发现，高亮度星系团和星系簇都位于高密度区域的丝状结构中。所有最亮和最丰富的星系团都位于超星系团的丝状结构中。与此相反，低亮度星系团和单个星系在宇宙网中随处可见，包括在低密度区域--在空隙中，位于稀疏的丝状结构中，甚至远离丝状结构。有趣的是，在超星系团中，具有相同数量成员的低亮度星系团的亮度要比超星系团之外的星系团高得多。

研究表明，富星系群中不再有恒星形成的主星系与有活跃恒星形成的主星系的星系群的动力学特性也有所不同。在前者中，主星系大多位于星系群或星团中心，而恒星形成中的主星系可能距离星系群中心相当遥远。天文学家发现，以往研究中已知的主星系恒星速度散度与星系群速度散度之间的关系，在星团非常丰富的情况下并不成立，尤其是在主星系不形成恒星的星团中。

描述宇宙结构的特性及其如何形成和演化是宇宙学的基本任务之一。这些结果扩展了我们对星系团和星系簇及其主星系在宇宙网络中的形成和演化的认识。富星系团只能在物质总密度足够高、恒星形成所需的气体充足的区域形成。在这样的区域里，富星系团可以被其他（同样富裕的）星系团和星系群联合起来。在低密度区域（目前的空白区域），只能形成相当贫乏的星团，它们之间的距离相当远，因此很少有合并的情况。

研究结果还表明，在富星系群和贫星系群中，影响星系群和星团中主星系形成和演化的物理过程是不同的。单个星系和小星系团中主星系的演化主要受其暗物质晕内部和周围过程的影响；其他星系和更遥远环境（星系团合并等）的影响主要在富星系团中很重要。我们的研究还强调了星系超星系团作为星系和星系系统形成和演化的独特环境的重要性。

在研究星系和星系群方面，工作组下一步将利用新的观测数据，包括非常暗的星系数据。塔尔图天文台参与了许多这样的观测计划。

编译自:ScitechDaily