文章来自“科学大院”大众号
作者：沈世银 郑云亮
假如将世界比喻为一望无垠的大海，那么星系就像其间一个个小岛。现代的规范冷暗物质世界学以为，世界的结构是等级成团式的——星系与星系之间在引力效果下渐渐集合起来，逐步构成更大标准的结构。因而，在咱们的世界中，星系之间通常以群岛的方法存在。咱们的银河系就坐落一个被称为本星系群的星系群中。
因为世界十分空阔，在一般的星系群岛中，星系和星系之间的间隔远大于星系岛屿本身的标准。可是有一类星系群却十分特别，这些星系群中岛屿和岛屿之间的间隔十分小，根本和岛屿本身的标准适当，这样的星系群被称为细密星系群。
研讨细密星系群能够告知咱们什么？又该怎样判别一个星系是否“细密”？
星系的曩昔和未来 它都能看到
前史上最早被承认的细密星系群是闻名的斯蒂芬五重奏（参见图1）。在斯蒂芬五重奏中，咱们咱们能够清楚的看到这些星系成员之间的间隔小到简直严密的靠在一同，而星系本身的图画也和孤立星系有些差异，显得不那么规矩。
图1：闻名的细密星系群---斯蒂芬五重奏的图画。除了最下方的NGC 7320是无关的远景星系外，该星系群由中心的三个星系（NGC 7319， NGC 7318A， NGC 7318B）和左上角的NGC 7320C及右下角的NGC 7317一起构成
咱们咱们都知道星系不仅在大标准构成上被称为“世界岛”，其本身也是一个由气体、恒星、尘土以及暗物质等多种成分组成的杂乱的生态体系。这个生态体系的演化进程除了依靠本身的质量（岛屿的巨细）外，还与其周围“岛屿”的环境密切相关。而细密星系群这样的群岛便是一种十分特别的环境。
在细密星系群中，星系和星系之间的间隔十分小，星系本身巨大的质量会给相邻的星系带来巨大的潮汐效果，然后损坏星系本身的结构，影响其间的恒星构成，乃至包含中心黑洞的增加进程。此外，因为引力的效果，细密星系群中质量适当的星系之间会敏捷的兼并（这种质量适当的星系并合事情在地理学中被称为主并合事情），而这种兼并进程对星系本身的“生态体系”来说，简直是灾难性的。可是，星系并合这种“灾难性”事情又是世界中星系质量增加的一条重要途径，也是现在星系地理学研讨中的热门和难点。比方，咱们并不清楚，银河系在其演化前史中是否经历过这种灾难性的并合事情？在未来的几十亿年间，银河系和其最大的街坊仙女座大星云会怎么演出这样的超级并合事情？
一般以为，细密星系群中星系的并合进程将十分敏捷。也便是说，细密星系群是星系演化进程中所在的一种特别而时刻短的状况。对应于这种时刻短转态，细密星系群在观测中并不常见。因而，搜索并树立一个更大更齐备的细密星系群样本，并研讨其跟着时刻的演化对了解星系的生长特别是并合进程具有十分重要的含义。
找到实在的“细密星系群” 并不简略
前史上经典的辨认细密星系群的方法是经过图画辨认，比方闻名的Hickson 星系群列表，它包含了100个细密星系群，由加拿大地理学家 Hickson 于 1992 年宣布。但这种仅靠图画辨认的方法有一个显着的缺陷，便是缺少间隔信息，因而有可能把不同间隔上的远景或许布景星系过错地当错星系群的成员。因而，要想彻底无误地证认细密星系群还需要一切成员星系的光谱观测。由星系的光谱观测能够取得星系的红移，而依据星系的红移则能够知道星系的间隔。除了十分近间隔的星系之外，光谱红移仍然是现在星系间隔丈量最精确的方法。
现在，因为光纤光谱技能的展开，具有光谱红移（间隔）丈量的星系样本数大幅度的提高，比方迄今地上地理望远镜进行的最成功的地理巡天观测——斯隆数字巡天中具有红移丈量的星系样本数达百万量级。可是，关于细密星系群来说，其成员悉数有红移丈量的份额并不高。这是因为一般的光谱巡天都是选用光纤光谱摆放在望远镜的焦面上一起拍照天球上的多个方针。可是，因为光纤和光纤之间存在物理上的磕碰，因而不能一起观测天球上两个十分接近的方针。关于细密星系群来说，因为其成员之间都十分的接近，因而无法摆放多根光纤来一起观测其一切成员的光谱。
有没有更好的方法来更齐备的搜索细密星系群呢？当然，最好的方法便是使用其它望远镜来对那些在斯隆数字巡天中因为光纤磕碰而遗失的星系进行弥补观测。在我国的郭守敬望远镜光谱巡天中，来自上海地理台的一支研讨团队就将这些遗失观测的星系样本修改并树立为一个弥补星系样原本进行观测。到现在为止，郭守敬望远镜现已对上万个弥补星系进行了光谱观测并取得了精确的红移丈量。因而，结合斯隆数字巡天和郭守敬望远镜巡天的观测数据就能够对这些十分密近的星系体系展开共同的科学研讨（参见图2）。
图2：一个典型的结合斯隆数字巡天和郭守敬望远镜巡天数据证认的细密星系群。其间白色圈出来的星系是由斯隆数字巡天供给的光谱观测，赤色圈出来的星系光谱则是由郭守敬望远镜巡天供给
最近，上海地理台的研讨团队正是根据这些数据构建了现在最大且最齐备的细密星系群样本，成为相关研讨范畴的一项基础性作业。该研讨现在已在天体物理学研讨增刊（ApJS）宣布。
具体来说，该项研讨中包含了6100多个细密星系群，将前人研讨的样本扩展了一个量级以上，其间超越1100个细密星系群中有成员星系的光谱由郭守敬望远镜所独家供给。值得一提的是，这项研讨还立异性的选用了“宁可错杀，不行放过”的思维，额定构建了8000多个细密星系群的“候选样本”。这所谓侯选样本，便是这些星系群样本中现在还没有悉数的光谱红移丈量，因而还不能彻底确以为实在的细密星系群，有待未来经过光谱进行进一步地认证。到时，郭守敬望远镜的观测数据将能够在细密星系体系的相关研讨上发挥主导性效果，然后在星系并合及相互效果这个地理学的前沿热门研讨范畴中发生更多的原创性研讨成果。
作者单位：我国科学院上海地理台
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