引力的彩虹——引力透镜的故事

这是哈勃望远镜拍摄的一幅令人惊叹的照片(图1)。几个巨大的球状椭圆星系坐落在距离地球10亿光年以外的致密富星系团Abell 2218中央,周围是一些明亮的盘状(大多为旋涡)星系。以这个星系团为中心分布着120段纤细的光弧,排列得好象掷镖板上的靶环。这是宇宙中最奇妙的幻影之一。大质量星系团的作用象一个巨型透镜,它的巨大引力场使穿过其中的光线偏转,并使背后遥远的天体大大增强。暗弱的蓝色光弧实际上是比这个星系团远5至10倍的遥远星系的扭曲了的鬼像。起初,人们只把这类事例当作一种宇宙奇观,但过去10年中,引力透镜已发展为人们研究宇宙中暗物质含量,测定哈勃常数(从而决定宇宙大小和年龄),探索星系形成和演化历史等重大科学问题的有力工具。     

星系团Abell 85的动力学子结构

Abell 85是位于南半天区红移为0.055的cD星系团.基于前人的光谱观测数据和SDSS(Sloan Digital Sky Survey)数据,利用3σ方法筛选出该星系团的370个成员星系,并对其动力学情况进行了分析.从这些成员星系的空间分布和局域视向速度分布中,发现了该星系团含有4个明显的子结构,且正处于两两并合之中.这表明Abell 85处在动力学活跃的状态,远未达到动力学平衡.     

爱因斯坦环及其星系团环境

该文研究了以星系作为透镜体产生的切向弧(即"爱因斯坦环")的强引力透镜现象,并对该领域近年来的观测和研究作了总结.对形成这些强引力透镜"环"的星系所进行的研究表明,其附近存在的质量所产生的会聚和剪切对透镜的质量分布模型非常敏感.在大视场巡天中找到的这种爱因斯坦环的数目相当多,大约是每平方度10个,其中"强引力透镜巡天"(Strong LensingLegacy Survey,SL2S)提供了大量处于星系团视场中的由椭圆星系产生的爱因斯坦环样本.系统地研究星系团外围存在的爱因斯坦环,一方面可以理解星系团环境对爱因斯坦环的影响,另一方面可以利用它们来探测星系团的物质分布,并进而对冷暗物质宇宙学提供新的探测方法.     

星系团Abell 2199的恒星形成性质

通过对近邻星系团Abell 2199中290颗成员星系进行形态分类,研究这些星系的恒星形成率及其与形态和相关物理特性之间的关系.该星系团中星系的特征恒星形成率与Ha等值宽度、星系光谱在4000A处的跃变程度以及星系所包含的恒星质量之间有较强的相关性.这些星系的恒星形成活动没有表现出明显的环境效应,表明该星系团仍处在剧烈的动力学演化阶段,远没有达到动力学平衡.     

距离最近的引力透镜

2237+0305是已发现的引力透镜中距我们最近和最简单的例子。它位于飞马座Ⅱ的外边缘,是一个模糊的旋涡星系。在五个先前已知的事例中,起透镜作用的星系或星系团距离我们是如此遥远,以至于要研究它们,甚至证认它们都是极其困难的。现在,天文学家找到一个相对来讲是近的事例,它     

基于Shapelets基函数的引力透镜质量重构方法

引力透镜效应是探测星系团物质分布的有效方法之一.目前,利用引力透镜数据重构星系团质量分布的主流方法可以分为两大类,即参数法和非参数法.在实际研究工作中,受限于质量模型假设和计算分辨率等方面的影响,现有的重构算法仍有诸多亟需解决的问题.基于Shapelets基函数的引力透镜质量重构方法通过基函数来实现引力透镜质量重构,使用Shapelets基函数分解引力透镜势,以引力透镜中多重像的位置和背景星系椭率畸变为限制条件来迭代求解基函数系数从而得到透镜体的质量分布.通过拟合一个模拟的NFW (Navarro,Frenk and White)透镜系统测试了新方法的可行性,结果表明新方法可以在整体上重构出透镜体的质量分布,并拟合出接近真实的源位置,能够为星系团质量测量提供一套灵活且高效的重构算法.     

引力透镜与类星体——星系（星系团）成协

综述了背景光源（类星体）与前方天体（星系、星系团等）成协的观测和统计事例。详尽叙述了与成协问题相关的引力透镜理论。全面介绍了对各种成协事例进行引力透镜理论解释的方法、研究现状及存在的问题。还给出了一种计算成协样品中面密度超出因子的改进方法。     

引力透镜与类星体─星系(星系团)成协

综述了背景光源（类星体）与前方天体（星系、星系团等）成协的观测和统计事例．详尽叙述了与成协问题相关的引力透镜理论．全面介绍了对各种成协事例进行引力透镜理论解释的方法、研究现状及存在的问题．还给出了一种计算成协样品中面密度超出因子的改进方法．     

8个富星系团天区中星系的视向速度成员概率

本给出了用改进后的视向速度成员确定方法对8个Abell星系团进行成员概率计算的具体结果。从团天区内场星系的分布情况来看，改进后的成员确定方法明显地改善了使用原方法所出现的场星系向团中心聚集的不合理现象，对有效性指数E的分析表明，方法改进后，星系团成员确定的有效性也有整体上的提高。     

8个富星系团的视向速度成员研究

本文利用在考虑团内星系面数密度分布的前提下，以视向速度为判据，按最大似然原理解算团分布参数和成员概率的严格统计方法，对8个Abell星系团进行了成员研究．解算结果表明此方法是合理的、有效的，星系团的速度弥散度分布与动力学模型一致．有迹象表明椭长形的结构在星系团中是一种普遍现象．从这8个团得到了清晰的NA－σc的相关关系，进而推知团的质光比为100～600h，平均350h．     

室女座星系团的两颗明珠

室女座星系团的两颗明珠朱悫室女座星系团是本超星系团的中心，我们银河系和本超星系则靠近本超星系团的边缘。室女座星系团直径大约２千万光年，距离大约５千万光年。它拥有２５０个大星系，其中两个星系Ｍ８４（ＮＧＣ４３４７）和Ｍ８６（ＭＧＣ４４０６）又是其中较为...     

宇宙信息

有新证据证明宇宙是开放的空间望远镜科学研究所的多纳休用Ｘ射线卫星和地面望远镜发现了距地球８０亿光年远的星系团ＭＳ１０５４—０３２１。由于其中分布着数千个星系,该星系团是迄今发现的质量最大的星系团之一。它还是一个最热的星系团,它的星系际气体温度超过１?..     

类星体和Abell星系团的角相关函数

本文采用目前样品数最大的Hewitt Burbidge类星体总表与覆盖全天区的Abell星系团表 (即ACO表 )研究了类星体与星系团分布的成协问题 .利用交叉相关函数方法 ,发现在角距离θ >3°范围内类星体与Abell团呈反相关现象 .这种反相关主要是由光学选类星体产生的 ,射电选类星体的分布与Abell团基本无关 ,这一事实支持了星系团中尘埃的吸收效应的解释 .在θ <3°范围反而无明显的反相关性 ,说明类星体与星系团存在着成协的倾向 .进一步分析表明类星体与星系团的相关性与红移无关 ,这不利于引力透镜效应的解释     

宇宙画廊

长蛇星系团 图片来自NASAAPOD,http：／／apod．nasa．gov／apod／mage／1205／20120330AC0106042L9-81au960：jpg 恒星组成的系统叫作星系,星系也会组成更大的系统,比如位于长蛇座天区的附近,就有一个著名的星系团——长蛇星系团。它就好像一个西瓜,星系是其中的西瓜籽,稀薄的星系际物质和星际气体好比西瓜瓤。不过,星系团并不是静止的,星系之间虽然因为引力作用聚集在一起,但仍然保持快速运行,它们的周围还聚集着众多的暗物质。     

星系团内物理过程对宇宙微波背景辐射的影响

观测表明,富星系团内存在着大量的高温热电子.它们将与微波背景光子相互作用.本文考虑了星系团集合使微波背景辐射产生的畸变.我们的理论估计表明,富星系团集合的高温热电子散射背景光子,使背景辐射谱偏离黑体辐射谱.在背景谱的维恩区,畸变小于2.74K黑体峰值强度的1％,这个结果与最近COBE卫星的探测结果是一致的.没有得到Matsumoto所探测到的在700μm附近有相当于黑体谱峰值强度10％的重大畸变.星系作为微引力透镜,对背景辐射的影响不可能探测得到.星系团内热电子的轫致辐射在微波波段更弱.     

“钱德拉”发现阿贝尔160中的瞬现余迹

钱德拉X射线天文台拍摄的阿贝尔160的X射线图像英国和美国的一个天文学家小组通过钱德拉X射线天文台发现了星系穿过星系团阿贝尔160时留下的热气体的瞬现余迹。宇宙中大多数星系是在星系团里的,一个星系团所包含的星系少则几个多则几千个。星系团浸在热气体中,由于星系团成员星系的合力气体保持在原位置。单个星系以每秒几千千米的速度穿过气体,并产生类     

星系际物质

星系际物质许梅概说星系际物质（ＩｎｔｅｒｇａｌａｃｔｉｃＷｅｔｔｅｒ，简称ＩＧＭ），顾名思义，是存在于星系之间的物质。它们有的聚集于相邻的星系之间，构成星系间的物质桥；有的位于星系团内，组成星系团的隐匿物质；有的位于星系团之间，形成星系团际物质。有的...     

星系团及团内成员星系的研究进展(Ⅰ)

本文介绍了星系团的一般性质及团中成员星系的近期研究进展。内容包括星系团表,星系团的成员确定、光度函数、质量和动力学问题;以及cD星系的形成和演化、团中成员星系的环境效应等,并进而说明星系团研究的重要科学意义。     

高红移星系特征与星系环境

本文在星系有偏袒形成的冷暗物质模型框架下,假定星系都在红移～5时形成,研究了星系群和星系团的形成对星系演化的影响。由示冷暗物质模型中各种不同尺度扰动的幅度相近,星系群和星系团的维里化与星系的维里化在时间上比较接近,在星系群或星系团的维里化过程中获得巨大维里速度的星系仍然富有气体,因此,当它们因为频繁的互相碰撞,或者因为进入星系团中心区的稠密星系际介质受到巨大冲压,或者是被附近射电星系的喷流所产生的高压茧状体所包容,都可能激发活动性,造成恒星的爆发性形成.高红移星系团中观测到的B-O效应和高红移射电星系的光学像与射电喷流同轴向现象都可以据此得到解释.     

星系团的光学研究(Ⅰ):星系团表、大尺度分布、团的一般性质

星系团研究涉及面极广，此处仅简介光学研究的若干方面。全文分为两篇，本篇中介绍星系团表、星系团的大尺度分布、星系团的一般性质；第二篇中将介绍团星系的演化、环境与星系形态，并作简要的展望。