塔爾圖大學領導的研究揭示了星系簇和星系團之間比以前所理解的更深的區別，確定了兩個具有各自形成和演化過程的獨特類別。這項以宇宙網為重點的研究增進了我們對星系系統動力學及其環境影響的了解。

天文學家普遍認為，星系團和星系簇的差異主要在於它們所包含的星系數量–星系團中的星系數量較少，而星系簇中的星系數量較多。塔爾圖大學塔爾圖天文台（Tartu Observatory of the University of Tartu）的天文學家們在馬雷特-艾納斯托（Maret Einasto）的帶領下決定對此進行研究，並發現了星系群和星系團之間的更多差異。

宇宙的結構可以被描述成一個巨大的網絡，一個宇宙網，由單一星系鏈（絲狀）和小星系群連接著豐富的星系群和星系團，這些星系群和星系團可以包含成千上萬個星系。星系系統之間有巨大的空隙，空隙中幾乎看不到任何物質（星系和氣體）。星系團和星系簇又可以形成更大的星系系統，稱為超星系團。

研究目標和方法

在研究中，塔爾圖天文學家使用了有關星系團、星系團中最亮的星系（即所謂的主星系）及其周圍環境的數據。研究的目的是將這些數據結合起來，觀察能否為不同大小的星系群的可能分類提供新的資訊。

研究結果表明，星系群和星系團可以分為兩類，它們的性質截然不同。在富星系團和貧星系團中，影響星系團和星系簇中主要星系形成和演化的物理過程是不同的。

在這項工作中，研究人員用兩種不同的方式描述了星系團的環境。首先，他們用一般密度場來描述宇宙網，超星系團是最大的高密度區域，而空洞則是低密度區域。其次，他們計算了每個星系群與最近的絲軸的距離。這個距離顯示了星系群是在絲狀軸中，還是離絲狀軸很近或很遠。

每個彩色圓圈代表一個星系群或星系團。最豐富的星系團以紅色標示；它們是大力神超星系團和獅子座超星系團中最豐富的星系團。側面板顯示的是這些星系團中最亮的星系，這些星係來自斯隆數位資料庫。黃色、綠色和藍色圓圈代表從最亮到最暗的星系團。資料來源：Maret Einasto

研究人員將星系群的主星系分為沒有活躍恆星形成的星系（這些星系主要為紅色）和目前恆星形成活躍的星系（年輕恆星使這些星系呈現藍色）。不過，他們也在星系群的主星系中發現了紅色恆星形成星系。

亮度、位置和屬性

透過比較不同光度（或豐富度）星團中主星系的性質，發現星團主要分為兩類–高光度星團和星團，其中幾乎所有的主星係都是不形成恆星的紅色星系；低光度貧乏星團，其中的主星系除了不形成恆星的星系外，還可能有形成恆星的藍色或紅色星系。

星系群和星系團之間的差異並不局限於光度–每個樣本都可以根據一個特徵分成兩個。此外，研究也發現，高亮度星系團和星系簇都位於高密度區域的絲狀結構中。所有最亮和最豐富的星系團都位於超星系團的絲狀結構中。與此相反，低亮度星系團和單一星系在宇宙網中隨處可見，包括在低密度區域–在空隙中，位於稀疏的絲狀結構中，甚至遠離絲狀結構。有趣的是，在超星系團中，具有相同數量成員的低亮度星系團的亮度比超星系團之外的星系團高得多。

研究表明，富星系群中不再有恆星形成的主星系與有活躍恆星形成的主星系的星系群的動力學特性也有所不同。在前者中，主星系大多位於星系群或星團中心，而恆星形成中的主星係可能距離星系群中心相當遙遠。天文學家發現，過去研究中已知的主星系恆星速度散度與星系群速度散度之間的關係，在星團非常豐富的情況下並不成立，尤其是在主星係不形成恆星的星團中。

描述宇宙結構的特性及其如何形成和演化是宇宙學的基本任務之一。這些結果擴展了我們對星系團和星系簇及其主星系在宇宙網絡中的形成和演化的認識。富星系團只能在物質總密度夠高、恆星形成所需的氣體充足的區域形成。在這樣的區域裡，富星系團可以被其他（同樣富裕的）星系團和星系群聯合起來。在低密度區域（目前的空白區域），只能形成相當貧乏的星團，它們之間的距離相當遠，因此很少有合併的情況。

研究結果還表明，在富星系群和貧星系群中，影響星系群和星團中主星系形成和演化的物理過程是不同的。單一星系和小星系團中主星系的演化主要受其暗物質暈內部和周圍過程的影響；其他星系和更遙遠環境（星系團合併等）的影響主要在富星系團中很重要。我們的研究也強調了星系超星系團作為星系和星系系統形成和演化的獨特環境的重要性。

在研究星系和星系群方面，工作小組下一步將利用新的觀測數據，包括非常暗的星系數據。塔爾圖天文台參與了許多這樣的觀測計畫。

編譯自: ScitechDaily