巨型超大類星體群(英文：Huge Large Quasar Group，簡(jiǎn)稱Huge-LQG，也被稱為U1.27)是由73個(gè)類星體組成的超大類星體群，其跨度大約有40億光年。在其被發(fā)現(xiàn)時(shí)，被認(rèn)為是當(dāng)時(shí)可見宇宙中已經(jīng)確認(rèn)的最大、質(zhì)量最重的結(jié)構(gòu)，直到2014年發(fā)現(xiàn)跨度更長達(dá)到100億光年的武仙-北冕座長城。
發(fā)現(xiàn)
2013年1月11日，來自英國普雷斯頓中央蘭開夏大學(xué)的羅杰克洛維斯和他的團(tuán)隊(duì)在獅子座附近發(fā)現(xiàn)了這一超大類星體群。團(tuán)隊(duì)使用來自斯隆數(shù)字化巡天(一個(gè)紅移巡天項(xiàng)目)DR7QSO的數(shù)據(jù)。團(tuán)隊(duì)宣稱U1.27是當(dāng)時(shí)可見宇宙中已經(jīng)確定的最大結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)于2012年11月首次發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)花了兩個(gè)月的時(shí)間確定這一發(fā)現(xiàn)并于次年1月宣布。消息一經(jīng)發(fā)布馬上傳遍全球，并成為科學(xué)界重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。
特征
巨型超大類星體群長度預(yù)估為12.4億秒差距，寬為6.4億秒差距，高則為3.7億秒差距，共包含73個(gè)獨(dú)立類星體。類星體是十分明亮的活動(dòng)星系核，被普遍認(rèn)為有超大質(zhì)量黑洞位于其中心并吞噬物質(zhì)。由于類星體只存在于宇宙中高密度區(qū)域內(nèi)，因此類星體可用于尋找宇宙中高密度區(qū)域。其總計(jì)質(zhì)量大約為6.1×10太陽質(zhì)量。巨型超大類星體群之所以也被稱為U1.27是因?yàn)槠淦骄?a href="/hebeideji/7203240361085452321.html">紅移為1.27(U是類星體群的簡(jiǎn)稱)。U1.27距地球約有90億光年。
U1.27距克洛維斯-坎普薩諾超大類星體群(U1.28、CC-LQG或LQG 3)615百萬秒差距, U1.28是由克洛維斯于1991年發(fā)現(xiàn)，由34個(gè)類星體組成。
宇宙論原則
根據(jù)宇宙論準(zhǔn)則，在足夠大的尺度下的宇宙是接近同質(zhì)的，這代表在宇宙中數(shù)量上的隨機(jī)性波動(dòng)事件，例如不同區(qū)域之間的物質(zhì)密度差異并不大，這代表宇宙中的物質(zhì)與能量必須是均勻且各向同性分布。因?yàn)?a href="/hebeideji/9158673888637370675.html">物理定律和作用力（例如重力）被預(yù)期在整個(gè)宇宙中無論哪一處的機(jī)制都是相同的；因此在足夠大的尺度下關(guān)鍵的各種隨機(jī)分布不會(huì)有能量測(cè)到的差異。不過，有多個(gè)不同尺度存在以解釋對(duì)應(yīng)的同質(zhì)性尺度，以及依照不同狀況下的適當(dāng)定義（即不同的定義取決于測(cè)量者量測(cè)使用的同質(zhì)性尺度）。而當(dāng)前用來解釋同質(zhì)性尺度問題的理論則是“偉大的結(jié)局”；這項(xiàng)解釋性的量測(cè)表示即使是在最大的尺度下，透過這里論所見的宇宙外觀上仍是同質(zhì)性的。被公認(rèn)的“偉大的結(jié)局”所需尺度大約是2.5到3億光年，如果和宇宙微波背景輻射決定的宇宙外觀常態(tài)密度一起計(jì)算其尺度，同質(zhì)性尺度的上限大約是前述的4倍（10到12億光年或3.07到3.7億秒差距），是同質(zhì)性尺度上限最佳擬合解。然而，賈斯韋特·亞達(dá)夫等人提出基于宇宙的分形維數(shù)，該尺度的值應(yīng)該是 260/h Mpc。而部分科學(xué)家則指出基于同質(zhì)性尺度的量測(cè)，結(jié)構(gòu)的最大尺寸大約是70-130/h Mpc。
2003年發(fā)現(xiàn)的史隆長城長度4.23億秒差距，也稍大于推測(cè)的尺度上限。
巨型超大類星體群長度超過同質(zhì)性尺度3倍，寬度則相當(dāng)于2倍同質(zhì)性尺度，因此這已對(duì)宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的理解產(chǎn)生了挑戰(zhàn)。
然而，由于長距離相關(guān)性，宇宙中的結(jié)構(gòu)在比同質(zhì)性尺度存在著更大范圍的延伸。
爭(zhēng)議
來自比勒費(fèi)爾德大學(xué)的塞薩德里·納達(dá)圖爾對(duì)巨型超大類星體群進(jìn)行了更全面的研究。在經(jīng)歷更詳細(xì)的研究之后，他宣布，同克洛維斯提出的存在一大群類星體的結(jié)構(gòu)相反，他的新地圖表明在巨型超大類星體群附近并沒有大量類星體聚集。該地圖實(shí)際上與克洛維斯制作的地圖類似，不同之處在于納達(dá)圖爾的地圖上分析了更多的類星體分布。在對(duì)類星體數(shù)據(jù)進(jìn)行了多次統(tǒng)計(jì)分析后，納達(dá)圖爾發(fā)現(xiàn)了巨型超大類星體群的成員和形狀的極端變化，并在尋找類星體的參數(shù)中發(fā)現(xiàn)了細(xì)小的變化，因此他確定了巨型超大類星體群在可見類星體群中的概率分布。他描述了多個(gè)與克洛維斯研究地區(qū)類似的地區(qū)，并模擬了位置與宇宙中的統(tǒng)計(jì)類星體相同的隨機(jī)分布類星體。這些數(shù)據(jù)符合亞達(dá)夫等人研究的同質(zhì)性尺度，與宇宙學(xué)原則沒有出入。雖然類星體可以存在于宇宙的致密區(qū)域，但必須要注意的是，宇宙中所有的類星體都是均勻分布的，也就是說，每百萬光年中有一個(gè)類星體，這實(shí)際上是不大可能的。因此克洛維斯團(tuán)隊(duì)很可能在識(shí)別大尺度纖維狀結(jié)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)了失誤。
該結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)引起了一些爭(zhēng)議。但克洛維斯并沒有告知其團(tuán)隊(duì)是如何發(fā)現(xiàn)這些聚集的類星體，也沒有表明怎樣發(fā)現(xiàn)類星體群之間的相關(guān)性。因此，其他超大類星體群也可能并不是真正的結(jié)構(gòu)。
盡管如此，克洛維斯等人根據(jù)Mg II吸收體（常用于探測(cè)遙遠(yuǎn)星系的一次鎂離子氣體）的變化作為類星體之間存在關(guān)聯(lián)的依據(jù)。Mg II氣體表明U1.27的各類星體之間可能存在相互作用。但在其團(tuán)隊(duì)發(fā)出的論文中卻并沒有提到這一點(diǎn)。
但在2014年9月，赫斯米科爾斯等人測(cè)量了U1.27中的類星體偏振值，發(fā)現(xiàn)大于500百萬秒差距的尺度上偏振存在顯著的相關(guān)性。
參考資料 >
宇宙中最大的物體，究竟能長多大？| 宇宙之最大盤點(diǎn).上海科普網(wǎng).2024-09-02