【深度認識】室女座超星系團

如果你曾在夜空中觀察星星，你或許會記得某些星座，例如獅子座或室女座。這些閃爍的點點，就像我們在城市中仰望燈火。然而，你可曾想過，在那片無垠黑暗的背後，蘊藏著一個十分龐大、比我們的太陽甚至整個銀河系更為巨大得多的天體家族？今天讓我們一起走進宇宙的深層，共同認識「室女座超星系團」(Virgo Supercluster)，這個在天文學上舉足輕重的龐然大物。

什麼是室女座超星系團？

室女座超星系團是我們所在銀河系（Milky Way）的鄰居群組，更確切地說，我們的太陽系、銀河系都包含在這個超級龐大的「超星系團」內。所謂「超星系團」(Supercluster)，就是指由數十個甚至上百個較小的星系團（Galaxy Group 或 Galaxy Cluster）組成的超大型天體結構。這些結構將無數星系緊緊糾結在一起，彷彿宇宙中的一條「宇宙巨網」。

室女座超星系團之所以取名「室女座」，是因為它的中心區域，位於我們地球觀測時所見的室女座方向。但其實，它的範圍遠遠超出單一星座的界限。

如果將宇宙比作一個城市，那麼星系就像城市裡的單幢大廈，而一個星系團就像是一條街道，擁有多個大廈。超星系團則猶如一整個區域，包含無數街道與大廈。

室女座超星系團的基本參數

• 體積：約有 1.1 億光年長 × 8,000 萬光年寬 × 1,500 萬光年厚。想像你搭乘最新的太空船，每秒鐘飛行 30 萬公里（光速），也要花上接近一億年的時間才能穿越這個超級龐然大物！相較之下，地球直徑只有約 12,742 公里，甚至我們的銀河系直徑也只有約 10 萬光年。
• 質量：估計質量約為 10¹⁵ – 10¹⁶ 太陽質量（即太陽質量的 1 千萬億到 1 億億倍）。一個太陽質量（solar mass）大概是 2 × 10³⁰ 公斤。換句話說，室女座超星系團包含的物質，比太陽還要多出一個無法想像的大數字！
• 與地球距離：其中央的「室女座星系團」(Virgo Cluster) 距地球約 5,300 萬光年。即我們今天從地球看到的畫面，是在 5,300 萬年前那個時代發生的。
• 組成結構：包括超過 2,000 個大型星系 和 上千個矮星系。其中知名的有我們自己的本星系群（Local Group，包含銀河系和仙女座星系等）以及龐大的室女座星系團。
• 溫度與成分：整個超星系團主要由星系、星際氣體和暗物質（Dark Matter）組成。星際氣體溫度動輒高達 上千萬度 K，但絕大部分體積是極寒冷且稀薄的暗物質。這些物質如何聚集與演化，正是現代天文學的熱門研究課題。
• 誕生歷史：室女座超星系團的誕生，可追溯至 約 130 億年前的宇宙早期。那時，宇宙大爆炸（Big Bang）產生的微小密度漲落，逐漸聚集形成星系與群落。經過上百億年的引力演化，最終演化成今日我們觀測到的超星系團。

與太陽、地球的比較

用生活化類比來說，如果我們將地球比喻做一顆細沙，太陽好比一個橙子，那銀河系將如一個巨大的足球場——但室女座超星系團則是將數百個足球場拼成一個「球場之城」！

地球的體積約 1.08 × 10¹² 立方公里，太陽則約 1.4 × 10¹⁸ 立方公里。而室女座超星系團的體積，則是以光年為單位，簡直是天文學上的「天文數字」。單單是其質量，也猶如將無數個太陽堆疊起來，遠遠超越我們日常所能想像的規模。

溫度方面，不同於太陽表面約 5,500 度 C（或 5,773 K），或地球平均溫度只有約 15 度 C，室女座超星系團內部的熱氣體能高達千萬度 K，甚至是太陽表面溫度的數千倍！至於它的「成分」，與地球（岩石、金屬和液態水）大異其趣，以氣體、星系和無形的暗物質為主。

室女座超星系團的核心與成員

室女座超星系團的核心，是名為「室女座星系團」(Virgo Cluster) 的星系家族。這裡集合了約 1,300 至 2,000 個星系，其中亮眼的有巨型橢圓星系 M87、螺旋星系 M100 等。M87 本身就擁有一個超大質量黑洞，是近年天文攝影首次拍攝到黑洞「影像」的焦點。

我們熟悉的「銀河系」（Earth 所在的家），其實只是室女座超星系團的邊緣成員。銀河系與「仙女座星系」(Andromeda, M31)、三角座星系（M33），組成「本星系群」（Local Group）。本星系群只是室女座超星系團邊緣的一個小分支。

室女座超星系團的宇宙地位

你可能會問，這個龐然大物在宇宙裡屬於什麼等級？科學家發現，室女座超星系團同時與其他超星系團，例如「長蛇-半人馬座超星系團」（Hydra-Centaurus Supercluster）等，組成一個更龐大的結構——「拉尼亞凱亞超星系團」（Laniakea Supercluster）。這個名字來自夏威夷語，意指「無盡的天空」，正好形容其龐大。

而在更大尺度上，整個可見宇宙（Observable Universe）則包含了數百萬個這樣的超星系團。每個細胞（星系）之間，還存在著所謂「宇宙網格結構」(Cosmic Web)，呈現出像海綿網一樣，物質在宇宙中分佈的方式。

暗物質與室女座超星系團

說到室女座超星系團，就不得不提「暗物質」這個天文界的神祕角色。觀測發現，如果只計算可見的星系和氣體，它們的質量遠不足以解釋這個龐然大物能保持形狀、不被拉散。所以，天文學家認為有超過 80% 以上的質量，其實是由我們至今未能直接觀測到的「暗物質」組成。

想像一下，一個大商場裡，人群的數量和活動，無法單靠我們肉眼看到的人數來解釋，總有「看不見」的安排者協調著一切，暗物質便是這個無形的「管理者」。

室女座超星系團的演化與未來

室女座超星系團是一個動態、正在演化中的天體結構。許多星系會互相靠攏，甚至合併，釋放出巨大能量。科學家推測，在遙遠將來，室女座星系團的多數成員大概都會因引力逐步融合於核心，組成更大、更少數的星系。

銀河系與仙女座星系預計會在約 40 億年後碰撞合併，未來的室女座超星系團，也會因內部星系合併而結構愈來愈簡單。

我們與室女座超星系團的聯繫是甚麼？

或許你會想，遙遠的超星系團與我們日常生活有什麼關係？事實上，正因為我們身處其中，整個太陽系、地球所有生物、香港的熙攘人流，都與這個龐大結構的演化息息相關。星系如何聚合、暗物質如何影響引力，甚至宇宙是否會一直膨脹下去，都與這些「天文級」的天體結構息息相關。

如果你在秋天時於香港郊區仰望星空，有機會看到浩瀚無邊的銀河。記得：你看到的只是一小部分，而在銀河之外，還有千千萬萬個星系，彼此聚集成室女座超星系團，構成我們的「宇宙家園」。

結語：認識自己宇宙住所的意義

現代天文學的偉大成就之一，就是讓我們能理解自身在宇宙中的「座標」。室女座超星系團，是理解宇宙結構、探索銀河系起源，甚至科幻故事和未來太空旅行的基石。它證明宇宙比我們日常想像更複雜壯麗、充滿玄機。

下次你在香港繁忙生活中偶爾抬頭觀星，請記得，我們這個小小地球，正漂泊於室女座超星系團這艘宇宙巨輪之中。也許，這正是科學最動人的地方——無論我們身處何方，都與億萬光年外的宇宙命運緊緊相連。