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翻译:吟

校译:刘峰

编排:刘斯媛

后台:朱宸宇

https://www.universetoday.com/168163/the-hardest-bias-in-astronomy/#google_vignette

艺术家描绘的一个混乱的年轻类太阳系。图片来源:Tobias Stierli, flaeck / PlanetS

一种叫做马姆奎斯特偏差(Malmquist bias)的令人厌恶的偏差几乎影响了每一项天文研究,而唯一的解决方案是……继续进行观测和调查。

早在20世纪70年代和80年代,天文学家就开始注意到一种被称为“巨引源”的结构。巨引源,顾名思义是一个“巨大的引力源”,科学家发现我们临近的所有星系都在朝向巨引源运动。

巨引源概念图

巨引源是一个引力异常的区域,位于‌拉尼亚凯亚超星系团中心附近,距离地球1.5亿至2.5亿光年,位于长蛇座与半人马座方向。

在20世纪60年代,天文学家在研究宇宙微波背景辐射时注意到银河系一侧的温度略高于另一侧,这表明银河系正在高速运动。通过对近400个椭圆星系的分析,科学家发现所有这些星系都在以每秒数百公里的速度向‌长蛇座和‌半人马座方向移动,这表明该区域存在一个巨大的引力源。

由于巨引源位于银河系的隐匿带,由于大量的恒星和灰尘遮挡了视线,使得直接观测变得困难,该现象及其相关现象的研究一直因此受阻。科学家们只能通过射电望远镜等特殊手段来探测其射电信息,从而间接了解其存在。

巨引源的影响力非常广泛,不仅影响着数百万个星系,包括我们的银河系以及邻近的数百万个星系都在以每秒数百公里的速度向巨引源方向移动。

然而,在十多年的时间里,许多天文学家并不完全地相信巨引源的存在。他们的怀疑是有充分理由的,因为天文学中存在一种常见的被称为马姆奎斯特偏差的观测效应。它以瑞典天文学家贡纳·马姆奎斯特(Gunnar Malmquist)的名字命名。在统计上,这个偏差是一种在限定最低光度时的选择性偏差,低于一定光度天体被排除在外。因为越远的星星和星系看起来越暗弱,对于同样亮度的天体,光度会随着距离的上升而不断下降直到被排除。越远的天体需要越高的亮度才能被观测到,以至于建立了一个虚假的越远的天体越亮——以及更高的和亮度相关的特性——的趋势。这个偏差导致很多天文学领域的很多错误的主张。

大多数天文观测都受到亮度的限制。有一个专门的分层代表了给定望远镜在指定曝光条件下的能看到的最暗天体。但宇宙中的物体之所以昏暗,有两个独立的原因:一是因为它们本质上的确非常昏暗,二是因为它们离得实在太远了。因此,对星系等天体的典型调查将优先选择更近以及/或者更亮的天体。就星系而言,我们从银河系看得越远,就越有可能只捕捉到该距离上最亮的星系,而错过它们周围所有较暗的星系同伴。

这种偏差可能会歪曲我们对更广阔宇宙的理解,特别地,如果我们试图利用星系的速度来绘制它们的整体运动。在20世纪70年代和80年代的最初研究中,许多天文学家争论道,我们只看到了最亮的星系的运动,因而给人一种流向巨引源的错觉。假如我们对近域宇宙进行更全面的研究,很可能会修正这种偏差。

那么真相到底是什么呢?答案是我们需要进行更多的观测,随着研究的愈发深入、完整,我们终将揭开了巨引源神秘的面纱。

责任编辑:DAIKIN

牧夫新媒体编辑部

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图片来源 :NASA

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