作者：文/虞子期

　　在广阔的宇宙空间里，遍布着不计其数的星系，但它们往往都不会孤立存在，而是通过自身引力的作用，与其他一个、甚至多个星系束缚在一起。正如地球上的我们由于重力被固定在地表行走一样，行星之间也会通过力的作用相互连接。而这些星系组成的群体，可以小到由两个绕轨道运行的星系组成，也可大到由延伸一千万光年以上的数千个星系所构成。科学家们将拥有星系数量超过100个的庞大天体系统称为星系团，比如，在处女座星系团中，仅已知的星系数量就超过了一千个。那么，星系团这种已知宇宙中最大的物体，到底具有哪些特性？而位于该天体系统中某些极端区域的星系，又正在经历着怎样令人困惑的演变过程？

　　宇宙中庞大的星系团具有哪些特性

　　迄今为止，科学家们发现的星系团数量已经达到了上万个，而宇宙中至少85%的星系，都是其他星系团或星系群的成员之一。关于星系团的运动特征，科学家们一般是从成员星系间的相对运动（弥散速度），以及整个星系团的视向运动这两个方面来进行观察。通常情况下，较小星系团的弥散速度范围会保持在每秒250到500公里，而较大星系团的弥散速度则可以达到每秒2000公里，研究人员可以通过弥散速度来计算星系的平均质量，同时获取更多该星系团稳定性的重要信息。

　　事实上，星系团发生变化的过程相对比较缓慢，若一个星系团发生重大的变化，那么这个过程需要耗费的时间，甚至会和我们宇宙的现有时间一样长。因此，星系团很好的保留了其形成过程中遗留的痕迹，这对于我们了解星系的形成和其结构组成而言，都具有更多的探测依据。当然，尽管星系团是由多个星系所构成，但它们本身并不能直接划等号。比如，星系需要借助超新星爆炸将气体驱除，而星系团则更倾向于将系统中的气体进行保留。简而言之，像星系团这样的群集存在形式，更像是一个封闭性的系统，科学家们能够通过团簇内的化学组成信息，研究宇宙中核合成的整个历史过程。

　　在整个星系团中，可见的部分主要是构成这些星系的恒星，它们是其中极小的存在部分，也是这个团簇中最不具有神秘感的部分。比如，科学家们通过X射线发射对星系团进行了研究，达到10到100（百万度）的高温气体被来自星系团引力的X射线所捕获，并且，这种人眼无法观察到的气体在该星系团中占据的质量百分比，比我们可见的恒星质量部分大得多。或许你有所不知，不管是恒星的形成、星系的形成，还是宇宙的形成问题，这些都是最基本、又最难以回答的问题。

　　从第一个星系形成到现在，已过去了数十亿年的时间，而星系团便是解开这些疑惑的最佳地点之一，由于宇宙一直处于不断膨胀的状态之中，因此，我们能够通过观察产生红移的物体以回到更久远的过去。当然，要观察具有超高红移的物体并不是一件易事，并且，我们还需要进行大量的样本统计。比如，当我们需要对处女座星系团的大小变化，进行长时期以来的趋势描述，便需要观察更多的星系团，才能够确认这种趋势的正确性。

　　星系团极端区域中的星系有何不同

　　在宇宙空间里已被发现的星系团中，处女座星系团算得上是其中较为知名的一个，它是距离我们最近的一个大型星系团，也是科学家们进行星系团环境研究最理想的场所。与此同时，该天体系统也处于不断地形成过程之中，我们都可以通过它获取到这类群集，在生命周期中不同阶段的重要信息。在星系团的某些极端区域，星系中恒星形成的通道正在被关闭，科学家们迫切的需要追踪到这些星系被环境“杀死”的根本原因是什么。而处女座星系团便成为了研究人员选定的目标对象，通过ALMA对星系团中的冷气云团（新恒星形成的云团）进行研究。

　　当掉落的星系在星团通过的时候，冲压压力剥离的剧烈过程会导致星系间的等离子体被快速去除，星系因为没有形成恒星所需的燃料而面临死亡。与此同时，星系上冷却的热气因为星系团内的高温环境而无法凝结，导致了这样的气体只有在恒星形成时被消耗，而无法在该环境中直接被清除。我们都知道，一个星系所具备的恒星形成能力，跟其在宇宙中的位置、以及它与周围物体之间的相互作用有很大关系，而一个星系的生死便决定于周围的环境。在那些荒凉而密集的星系团内部，星系彼此和周围环境都发生着强烈的相互作用，甚至会消除这些星系中恒星形成的能力。

　　而那些位于处女座星团中的星系，几乎每一个都可以通过电磁光谱的波长进行观测，却无法实现对恒星形成气体的观察。于是，可提供高分辨率分子氢气地图的ALMA，终于有了它的用武之地，这种形成恒星的原始燃料，终于在极端环境中有了被揭示的可能。比如，星系团极端环境中的淬灭机制到底有哪些？星系失去了诞生新恒星的能力，是因为没有材料可消耗、还是冲压压力剥离所导致？这些问题的答案，我们都需要这种先进的探索器，来绘制该星系中恒星形成的气体，以推动我们对星系团中星系进行演化的深入理解。