第41章 后发座星系团 (2/16)

4889——“星系团的国王与王后”

后发座星系团的核心区域，有两个巨椭圆星系统治着整个系统：ngc

4889和ngc

4874。它们被称为“中心星系”，是星系团引力场的“锚点”，也是研究椭圆星系演化的关键样本。

1.

ngc

4889：宇宙中“最重的沉默者”

ngc

4889（梅西耶编号m87？不，m87是室女座星系团的中心星系，ngc

4889是后发座的）是后发座星系团中质量最大的星系，也是宇宙中已知最重的椭圆星系之一：

质量：约2x1013倍太阳质量（是银河系的20倍）；

形态：典型的cd星系（“超巨椭圆星系”），具有延伸的恒星光晕（直径达100万光年），中心亮度极高；

黑洞：核心藏着一个超大质量黑洞——2011年，天文学家通过星系核的运动轨迹测量，发现其质量约为1000亿倍太阳质量（是m87*黑洞的15倍）。这个黑洞的史瓦西半径约为3000亿公里（相当于冥王星轨道的7倍），是目前已知最大的黑洞之一。

2.

ngc

4874：“更亮的邻居”

ngc

4874是后发座星系团中亮度最高的星系（视星等11.5等），比ngc

4889亮约2倍：

结构：同样是cd星系，但光晕更紧凑，中心有一个明亮的核球；

恒星形成：与ngc

4889不同，ngc

4874仍有微弱的恒星形成活动（每年约0.1倍太阳质量），而ngc

4889已完全停止恒星形成——这是因为它中心的黑洞更活跃，通过“反馈机制”（喷流与辐射）加热了周围的气体，阻止了恒星的诞生。

3.

双星的“引力舞蹈”

ngc

4874与ngc

4889相距约100万光年，围绕共同质心旋转。它们的引力相互作用塑造了星系团的核心结构：

潮汐尾：两者之间的引力拉扯产生了微弱的潮汐尾（延伸约50万光年的气体与恒星流），是星系合并的“化石证据”；

共同演化：它们的恒星年龄、金属丰度高度相似，说明它们可能来自同一个原始星系团，或在星系团形成早期合并而成。

四、隐形的“热海洋”：星系际介质的“x射线密码”

后发座星系团中，最“隐形”却最重要的成分是星系际介质（intrac露ster

medium,

icm）——填充在星系之间的高温气体。这些气体无法用光学望远镜观测，但会发出x射线，被钱德拉x射线望远镜（chandra

x-ray

observatory）和xmm-牛顿望远镜（xmm-newton）捕捉到。

1.

x射线的“热指纹”：高温气体的证据

1990年代，钱德拉望远镜对后发座星系团进行x射线观测，发现核心区域有一个明亮的x射线源——这是icm发出的热辐射。测量显示，icm的温度高达5x10?

k（约5000万摄氏度），是太阳核心温度的80倍！

2.

质量之谜：看不见的“大多数”

icm的质量远超可见星系：后发座星系团的icm质量约为5x1013倍太阳质量，占总质量的5%——而可见星系仅占1%。这些气体主要由氢和氦组成，是星系团形成早期的“残余气体”，被引力束缚在星系团内，无法冷却坍缩形成新星系。

3.

对星系团的“调控”：热气体的“刹车作用”

icm的高温对星系团演化至关重要：