大環 (天文學)
| 大環 Big Ring | |
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| 觀測數據（曆元J2000） | |
| 星座 | 牧夫座 |
| 長軸 | 1,300 Mly（399 Mpc） |
| 紅移 | ∼0.8 |
| 距離 （共動） | 9,200 Mly（2,821 Mpc） |
| 參見：超星系團 | |
大環（英語：Big Ring）是位於92億光年外，由直徑13億光年的星系和星系團形成的環形大尺度結構[1][2]。它出現在星座牧夫座的附近，是中央蘭開夏大學的宇宙學博士生亞歷克西婭·洛佩茲於2024年發現的，她也發現了一個位於同一地區的類似結構：巨弧[3][4][5]。然而，該論文仍處在預印本階段，未正式發表。
洛佩茲沒有理論模型來解釋巨型星系形成的存在，他說：「在我們現時的理解中，這兩種超大型結構都不容易解釋宇宙。」[6]。
特徵
大環是由許多星系和星系團組成的，它們在太空中形成了一個連續的、幾乎完美的環狀圖案。它的直徑為13億光年，周長為40億光年，是可觀測宇宙中已知的最大的結構之一。這種結構是由許多星系團和各種類型的星系組成的。研究者發現大環的環狀結構在與隨機期望的密度比較中，顯著偏離控制場的期望，達到了5.2σ的顯著性[註 1][1]。這個光環的某些區域比其他區域密度更大，這表明了存在的星系的質量和數量的變化。它超過了宇宙形成的理論尺寸限制，其理論計算為12億光年。這在以前被認為是不可能的，因為沒有足夠的時間來形成這麼大的結構，違背了宇宙學原理[7]。
發現
2024年，博士生亞歷克西亞·洛佩茲通過使用史隆數位巡天從類星體光譜中檢測到的Mg II(波長為λ2796,λ2803的空隙)吸收對宇宙大尺度結構進行持續研究，發現了大環。洛佩茲之所以將注意力集中在這個宇宙區域是因為她之前對巨弧的研究。通過檢查類星體光譜中的吸收線，洛佩茲和她的團隊能夠確定中間的Mg II 吸收系統。這些由遙遠的類星體背光照亮的吸收線揭示了一個巨大的環狀結構的存在[5]。
來源
一種可能性是，大環可能與重子聲學振盪(BAO)有關[5]。BAO起源於早期宇宙的振盪，因此大環應有球形的外殼。然而，對大環的詳細分析表明，它與BAO的解釋並不完全一致：大環太大(1300Mly)而且不是球形的，是正對地球的圓環狀結構。而像是Ho'oleilana Bubble(1000Mly)一樣的球型才更有可能是重子聲學振盪的產物[8]此外，這種結構也可以用宇宙弦、ΛCDM的替代模型，如共形循環宇宙學與廣義相對論的替代理論[1]。然而，以上理論均無法準確解釋此現象。
參見
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 Lopez, Alexia M.; Clowes, Roger G.; Williger, Gerard M. A Big Ring on the Sky. 2024. arXiv:2402.07591
（英語）.
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- ^ Discovery of second ultra-large structure in distant space further challenges our understanding of the universe. phys.org. 15 January 2024 [17 January 2024]. （原始內容存檔於2024-02-27）.
- ^ Huge ring of galaxies challenges thinking on cosmos. January 12, 2024 [2024-04-12]. （原始內容存檔於2024-03-01） –透過www.bbc.com.
- ^ Devlin, Hannah; correspondent, Hannah Devlin Science. Newly discovered cosmic megastructure challenges theories of the universe. January 11, 2024 [2024-04-12]. （原始內容存檔於2024-01-17） –透過The Guardian.
- ^ 5.0 5.1 5.2 A Big Cosmological Mystery. University of Central Lancashire. [2024-01-15]. （原始內容存檔於2024-01-17） （英語）.
- ^ Cooper, Keith. An impossibly huge ring of galaxies might lead us to new physics. Here's how. Space.com. 22 January 2024 [31 January 2024]. （原始內容存檔於2024-05-15） （英語）.
- ^ Pandey, Nikhil (編). 'Big Ring' Structure, 9.2 Billion Light-Years Away, Captured In Image. NDTV.com. 13 January 2024 [2024-05-14].
- ^ Tully, R. Brent; Howlett, Cullan; Pomarède, Daniel. Ho’oleilana: An Individual Baryon Acoustic Oscillation?. The Astrophysical Journal. 2023-09-01, 954 (2): 169. doi:10.3847/1538-4357/aceaf3 （英語）.
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注釋
外部連結
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