【深度認識】星系群
星系群是甚麼？其實在銀河系之外，還有無數個天體聚集成龐大的系統——其中一種重要的結構就是「星系群」（Galaxy Group）。今天，讓我們以生活化的角度，深入探索這些宇宙中的「鄰里社區」，了解它們如何塑造了我們的宇宙。
認識星系群：宇宙的鄰里社區
要理解星系群，首先可以想像一下住在一座大廈裡。每個單位就像是一個星系，住戶之間會有來往和互動，這種關係在宇宙中就是「星系群」——由幾個至數十個星系組成，彼此間以引力互相牽引，形成一個相對鬆散但又具結構的系統。
星系群是宇宙中最常見的星系集合體，比較大規模的是星系團（Galaxy Cluster），而規模更大的則是超星系團（Supercluster）。以我們的地球所屬的「本星系群」（Local Group）為例，它包括了我們的銀河系（Milky Way）、仙女座星系（Andromeda Galaxy，M31）、三角座星系（Triangulum Galaxy，M33）以及約54個較細小的星系。
星系群的基本參數
- 體積： 典型星系群的直徑大約為100萬至2000萬光年。以本星系群為例，直徑約1000萬光年，遠遠超過銀河系（直徑約10萬光年）。
- 質量： 一個星系群的質量約為1012至1014個太陽質量（Solar Masses）。本星系群的總質量約為（1.29±0.14） x 1012 太陽質量，當中大部分是暗物質（Dark Matter）。相比之下，地球質量約為6 x 1024公斤，而太陽質量是地球的33萬倍——星系群的規模實在超越想像！
- 與地球距離： 星系群本身概念是星系的集合，不是單一點，因此「距離」通常以地球和其中心的距離計算。例如，銀河系到本星系群中心約有80萬光年。
- 溫度： 星系群內部稱為「星系間介質」（Intragroup Medium），由稀薄的熱氣體組成。溫度約在數十萬至幾百萬K（Kelvin），遠高於我們居住的地球（地球表面平均溫度約288K即15°C），但這些氣體極度稀薄，人類難以直接感受到。
- 成分： 除了可見的星系，星系群最大的組成其實是暗物質和稀薄的熱氣體。星系本身由恆星、行星、星際塵埃和氣體組成，但整個星系群大約70-90%質量是看不見的暗物質。
- 自轉與公轉： 星系群不像行星有明確的自轉或公轉週期，它們內部星系在群內運動，速度一般為50至500公里/秒。星系更會因引力互動而慢慢靠攏甚至合併。一般來說，星系群可能會在數十億年內合併成更大結構。
- 歷史： 根據現代宇宙學（Cosmology），星系群大約在宇宙誕生後的10億年至數十億年間陸續形成。隨著宇宙膨脹，物質因重力聚集，逐步形成從單一星系到星系群，最終至星系團和超星系團的層級結構。
星系群內的互動與演化
星系群的成員之間並非「井水不犯河水」。事實上，群內星系常常累積彼此的引力，發生靠近、碰撞甚至合併，就像香港社區內的不同業主有時候會合資重建大廈。銀河系與仙女座星系便正緩緩靠近，預計未來約40億年後就會合併為一個更大的星系。
這些引力互動不單促成星系演化，也可激發新一輪恆星誕生。星系群的星系間物質相撞，會壓縮氣體雲，引發恆星形成的浪潮。這也是我們理解宇宙結構演化、恆星和星系形成史的重要窗口。
有趣的是，很多小型星系——稱為「矮星系」（Dwarf Galaxies）——在星系群中數量最多，像是社區中的小型商戶，對維繫結構來說不可或缺。
星系群的多樣性與現代研究
舉世最著名的星系群之一就是我們的本星系群。本星系群成員間距離平均在數十萬至數百萬光年級數，銀河系和仙女座星系為最大、最重的兩位「老大」。此外，科學家還發現了其他背景極為豐富的星系群，譬如室女座（Virgo）星系群、獅子座（Leo）星系群等，每個星系群的成員結構、尺度、星系總數都略有不同。
另外，星系群之間的邊界並不清晰，很多時會互相「借用」成員，甚至逐步發展、合併為更大型的星系團。現今，天體物理學家就利用哈勃望遠鏡（Hubble Space Telescope）及最新空間天文台，不斷追蹤星系群內的動力學、暗物質分布和恆星誕生的證據。
透過觀測紅移（Redshift）、X光等不同波段，天文學家可以推算出星系群的質量、三維空間分布甚至星系之間的運動速度。例如，利用X光觀測能檢測星系間熱氣體，藉此估算暗物質存在。這些現代技術讓我們能把星系群看作宇宙「建築藍圖」的重要部分。
星系群對人類的啟發與未來研究
雖然星系群與我們現實生活看似毫無直接關聯，但它們其實是科學家認識宇宙演化、物質分布和暗物質性質等最關鍵的場域。舉例說，如果沒有星系群，銀河系未必能像現在般穩定，地球也無法孕育生命；星系群內恆星的新生和死亡週期，甚至為生命元素的產生創造條件——我們其實正身處於這個宏大宇宙結構中。
未來，隨著如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）等儀器投入觀測，我們將能發現更多疏於認識的星系群，以及它們演化的秘密。天文學家還希望進一步弄清楚暗物質究竟如何影響星系群的形成和演化，甚至找到暗能量（Dark Energy）介入宇宙膨脹過程的證據。
結語：從星系群看宇宙的無限奧妙
在日常生活裡，我們習慣了以「社區」、「城市」思考人類社會。當你仰望星空時，不妨想想我們也是被宇宙這個宏大「社區」包圍著。星系群就是這樣的存在——既普遍又神秘，如同宇宙的骨幹和橋樑，連繫和影響著無數星系繁衍變遷。
每個星系群都像是一個承載無數故事的宇宙小社區，而我們的地球、太陽、甚至整個銀河系，也正在其中扮演著微小卻獨一無二的角色。理解星系群，就是邁向更深刻認識宇宙的第一步。下次在夜幕下仰望天際，也許你會感受到，一個無形而宏大的宇宙「社區」正靜靜地圍繞著我們。
