在浩瀚无垠的宇宙中,银河系的位置并非难以捉摸,天文学家们凭借智慧与先进技术,成功找到了定位它的多种方法。想象一下,将宇宙的星系分布视作一张巨大的“宇宙网”,它由星系团、超星系团交织成丝状结构。通过观测银河系周边星系团的分布以及它们的运动轨迹,天文学家们能够大致确定银河系在这张“宇宙网”中的位置,这便是核心定位方法——宇宙大尺度结构测绘。
若想进一步精确锁定银河系的位置,测量多个邻近超星系团的距离和退行速度是关键。不过,宇宙大尺度结构测绘并非易事,它需要综合多波段的观测数据。而要细化银河系在本星系群中的位置,就得深入分析本星系群内天体的关联情况。
本星系群是以银河系为中心,半径约300万光年范围内的星系集合,其中包含仙女座星系、三角座星系等约50个星系。这些星系之间的引力相互作用,决定了它们彼此的相对位置。通过分析本星系群内星系的运动速度和引力束缚状态,就能反映出银河系在局部的位置特性。
天文学家在长期观测中发现,星系的分布并非杂乱无章,而是沿着丝状结构聚集,超星系团则是这些丝状结构的交汇点。并且,距离越远的星系,退行速度越快。基于星系的分布形态和退行速度,天文学家能够大致推测出银河系所在的超星系团位置。目前,最常用的超星系团划分体系是2014年天文学家依据Planck卫星数据确定的拉尼亚凯亚超星系团体系。
根据这一体系可知,银河系属于拉尼亚凯亚超星系团中的本星系群。拉尼亚凯亚超星系团规模宏大,包含约10万个星系,覆盖范围达5.2亿光年,而本星系群处于它的边缘区域,所以银河系也常被称作“宇宙郊区”的星系。对超星系团结构的分析,不仅能让我们了解银河系的宏观位置,还能知晓它的运动趋势。
银河系的运动轨迹与超星系团的引力中心紧密相关。超星系团的引力中心会对银河系产生牵引作用,引力越强的区域,牵引效果越显著。拉尼亚凯亚超星系团的引力中心“巨引源”拥有强大引力,会带动周边星系向其靠近。银河系所在的本星系群距离巨引源较远,运动速度相对平缓;而距离巨引源较近的星系,运动速度则更快。目前,银河系正以约630公里/秒的速度向巨引源方向运动,仙女座星系因与银河系的引力相互作用更强,两者正以约110公里/秒的速度相互靠近。通过分析超星系团的引力分布,就能确定银河系未来的位置变化。
那么,银河系的宇宙位置究竟是如何精准测量的呢?尽管宇宙尺度极大,测量难度极高,但多种方法可助我们得出它的相对位置。造父变星测距法是其中之一,它一般用于测量距离地球数百万光年内的星系距离。该方法利用造父变星的光变周期与光度的关系,造父变星的光变周期越长,光度就越高。通过观测银河系周边造父变星的光变周期,计算出它们到地球的距离,就能勾勒出银河系在局部空间的位置轮廓。
哈勃红移法是测量遥远星系距离的核心方法。它利用星系退行时的光谱红移现象,在一定距离范围内,红移值与距离呈线性关系,即哈勃定律。红移值越大,说明距离地球越远。天文学家通过测量遥远星系的红移值,结合哈勃定律计算它们的距离,再借助多个星系的距离数据,就能定位银河系在宇宙中的宏观位置。
微波背景辐射法也为测量银河系位置提供了重要依据。上世纪60年代,美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊在观测中发现了宇宙微波背景辐射。这是宇宙大爆炸后残留的热辐射,具有各向同性特点,但在局部区域存在微小温度波动。若银河系存在运动,会导致微波背景辐射出现偶极各向异性,即朝向运动方向的辐射温度略高,背向运动方向的温度略低。天文学家据此得出银河系正朝着狮子座方向运动,且这种运动是宇宙膨胀和超星系团引力共同作用的结果。通过测量微波背景辐射的偶极各向异性数据,结合哈勃红移数据,就能知道银河系在宇宙中的绝对运动位置。
天文学家确定银河系处在拉尼亚凯亚超星系团的边缘区域,并非毫无根据的猜测,而是通过多种观测方法计算得出的。尽管这些方法存在一定误差,但随着科学技术的不断进步,我们对银河系宇宙位置的认知将更加精准。











