How big is Abell 2029?

Abell 2029 是一个大型星系团，位于室女座内，距地球约 10 亿光年。它的宽度约为 1250 万光年，这是测量到星系团在自身引力作用下达到平衡的边界得出的数值。光年是光在一年内传播的距离，约 9.46 万亿千米。

大小

星系团没有明确的边界。星系团中的星系、热气体和暗物质会逐渐稀疏，而且不断有更多物质从外部落入其中。因此，天文学家用一个标准边界——称为维里半径——来测量星系团。在维里半径以内，星系团的气体已经在引力作用下达到平衡；在其外部，物质仍在不断落入。

2012 年，Stephen Walker 及其同事利用“朱雀”X 射线卫星，对星系团的热气体一直测绘到这一边界。他们测得该半径约为 1.9 兆秒差距，而 1 兆秒差距约合 326 万光年。2019 年，Jubee Sohn 及其同事对星系团星系进行的巡天调查，得到的半径几乎相同。这使得星系团的宽度约为 1250 万光年，上下浮动都不超过 100 万光年。

物质的分布范围远远超出这一边界。在星系仍在向星系团下落的外围区域，Sohn 的团队发现，成员星系与中心的距离最远可达约 2900 万光年——这是沿天空方向测量的距离，而非沿视线方向。

大小比较

• Abell 2029 的宽度约为银河系盘面的 125 倍，银河系盘面的直径约为 10 万光年。
• 如果把银河系缩小到一个篮球那么大，Abell 2029 的宽度就会约为 30 米。
• 它的宽度约为银河系到仙女座星系的距离的 5 倍，即约 250 万光年。
• 位于星系团中心的巨型星系 IC 1101，其微弱的光晕跨度约为 400 万光年，约为星系团宽度的三分之一。

星系团的组成

Abell 2029 中拥有一千多个星系：Sohn 的巡天调查在该星系团及正向其下落的星系群中，共计数出 1215 个成员星系。其中最亮的是位于中心的 IC 1101。Abell 2029 与 Abell 2033、Abell 2028 和 Abell 2066 一起，构成了一个小型超星系团。

星系之间弥漫着一大片被加热到约 9000 万摄氏度的气体云，温度之高足以发出 X 射线。Walker 的团队估计，维里半径以内的总质量约为太阳质量的 800 万亿倍。在边界附近，热气体约占其中六分之一的质量，其余大部分则是暗物质——一种只能通过引力探测到的看不见的物质形式。

平静的星系团，动荡的过去

Abell 2029 有时被称为“宇宙中最平静的星系团”，因为它的热气体看起来平滑而未受扰动。2026 年，NASA 的钱德拉 X 射线天文台对它进行了迄今为止最深入的 X 射线观测，结果显示它并非一直如此平静。

钱德拉的图像显示，一条螺旋状的气体带从中心延伸出去，长达约 200 万光年。研究人员认为，这是大约 40 亿年前，一个质量约为其十分之一的较小星系团与 Abell 2029 相撞后形成的。这次碰撞使星系团中的气体像杯中摇晃的酒一样，涌向一侧。

这个星系团仍在不断长大。两个较小的星系群——Abell 2033 和另一个位于南侧的星系群——正在向它下落，预计将在几十亿年内与它合并。

参考资料

• X-ray observations of the galaxy cluster Abell 2029 to the virial radius. Walker et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2012.
• A Complete Spectroscopic Census of Abell 2029: A Tale of Three Histories. Sohn et al., The Astrophysical Journal, 2019.
• Abell 2029: Galaxy Cluster Relaxed Now, but was Wild in the Past. NASA Chandra X-ray Center, 2026.
• Electron volt-kelvin relationship. NIST CODATA, 2022.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science, 2024.
• Messier 31 (The Andromeda Galaxy). NASA Science, 2026.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.