在浩瀚無垠的宇宙中,銀河系的位置并非難以捉摸,天文學家們憑借智慧與先進技術,成功找到了定位它的多種方法。想象一下,將宇宙的星系分布視作一張巨大的“宇宙網”,它由星系團、超星系團交織成絲狀結構。通過觀測銀河系周邊星系團的分布以及它們的運動軌跡,天文學家們能夠大致確定銀河系在這張“宇宙網”中的位置,這便是核心定位方法——宇宙大尺度結構測繪。
若想進一步精確鎖定銀河系的位置,測量多個鄰近超星系團的距離和退行速度是關鍵。不過,宇宙大尺度結構測繪并非易事,它需要綜合多波段的觀測數據。而要細化銀河系在本星系群中的位置,就得深入分析本星系群內天體的關聯情況。
本星系群是以銀河系為中心,半徑約300萬光年范圍內的星系集合,其中包含仙女座星系、三角座星系等約50個星系。這些星系之間的引力相互作用,決定了它們彼此的相對位置。通過分析本星系群內星系的運動速度和引力束縛狀態,就能反映出銀河系在局部的位置特性。
天文學家在長期觀測中發現,星系的分布并非雜亂無章,而是沿著絲狀結構聚集,超星系團則是這些絲狀結構的交匯點。并且,距離越遠的星系,退行速度越快。基于星系的分布形態和退行速度,天文學家能夠大致推測出銀河系所在的超星系團位置。目前,最常用的超星系團劃分體系是2014年天文學家依據Planck衛星數據確定的拉尼亞凱亞超星系團體系。
根據這一體系可知,銀河系屬于拉尼亞凱亞超星系團中的本星系群。拉尼亞凱亞超星系團規模宏大,包含約10萬個星系,覆蓋范圍達5.2億光年,而本星系群處于它的邊緣區域,所以銀河系也常被稱作“宇宙郊區”的星系。對超星系團結構的分析,不僅能讓我們了解銀河系的宏觀位置,還能知曉它的運動趨勢。
銀河系的運動軌跡與超星系團的引力中心緊密相關。超星系團的引力中心會對銀河系產生牽引作用,引力越強的區域,牽引效果越顯著。拉尼亞凱亞超星系團的引力中心“巨引源”擁有強大引力,會帶動周邊星系向其靠近。銀河系所在的本星系群距離巨引源較遠,運動速度相對平緩;而距離巨引源較近的星系,運動速度則更快。目前,銀河系正以約630公里/秒的速度向巨引源方向運動,仙女座星系因與銀河系的引力相互作用更強,兩者正以約110公里/秒的速度相互靠近。通過分析超星系團的引力分布,就能確定銀河系未來的位置變化。
那么,銀河系的宇宙位置究竟是如何精準測量的呢?盡管宇宙尺度極大,測量難度極高,但多種方法可助我們得出它的相對位置。造父變星測距法是其中之一,它一般用于測量距離地球數百萬光年內的星系距離。該方法利用造父變星的光變周期與光度的關系,造父變星的光變周期越長,光度就越高。通過觀測銀河系周邊造父變星的光變周期,計算出它們到地球的距離,就能勾勒出銀河系在局部空間的位置輪廓。
哈勃紅移法是測量遙遠星系距離的核心方法。它利用星系退行時的光譜紅移現象,在一定距離范圍內,紅移值與距離呈線性關系,即哈勃定律。紅移值越大,說明距離地球越遠。天文學家通過測量遙遠星系的紅移值,結合哈勃定律計算它們的距離,再借助多個星系的距離數據,就能定位銀河系在宇宙中的宏觀位置。
微波背景輻射法也為測量銀河系位置提供了重要依據。上世紀60年代,美國天文學家彭齊亞斯和威爾遜在觀測中發現了宇宙微波背景輻射。這是宇宙大爆炸后殘留的熱輻射,具有各向同性特點,但在局部區域存在微小溫度波動。若銀河系存在運動,會導致微波背景輻射出現偶極各向異性,即朝向運動方向的輻射溫度略高,背向運動方向的溫度略低。天文學家據此得出銀河系正朝著獅子座方向運動,且這種運動是宇宙膨脹和超星系團引力共同作用的結果。通過測量微波背景輻射的偶極各向異性數據,結合哈勃紅移數據,就能知道銀河系在宇宙中的絕對運動位置。
天文學家確定銀河系處在拉尼亞凱亞超星系團的邊緣區域,并非毫無根據的猜測,而是通過多種觀測方法計算得出的。盡管這些方法存在一定誤差,但隨著科學技術的不斷進步,我們對銀河系宇宙位置的認知將更加精準。











