科学家首次拍摄了长达300万光年的“宇宙网”,诱捕了2个星系

珍重热爱生命 2025-04-23 04:01:44

天文学家在宇宙网中绘制了一条壮观的线,连接着两个正在积极形成的星系,这两个星系在宇宙只有 20 亿年的时候就存在了。手头的两个星系都是超大质量黑洞的源。

宇宙网绵延了令人难以置信的 300 万光年,比银河系长约 30 倍。它是形成可见宇宙结构的巨大脚手架。气体沿着它的细丝流动,为星系提供了恒星形成所需的原材料,从而为它们的生长提供了所需的原材料。

这使得对宇宙网的研究对于我们理解宇宙演化至关重要。

“通过捕捉这种细丝发出的微弱光,它传播了不到 120 亿年才到达地球,我们能够精确地描述它的形状,”米兰比可卡大学团队负责人兼研究员 Davide Tornotti 在一份声明中说。“我们第一次可以通过直接测量来追踪星系中的气体与宇宙网中包含的物质之间的边界。”

如何看到看不见的宇宙网

研究宇宙网绝非易事;之所以出现这种困难,是因为这些网线是由暗物质组成的,暗物质是宇宙中最神秘的“物质”,它不与光相互作用,因此实际上是不可见的。

沿着这些线路流下的气体,就像宇宙高速公路上的交通一样,确实会与光相互作用,但仍然很难成像。这是因为即使是氢,迄今为止宇宙中最丰富的元素,也只发出微弱的光芒,我们的天文仪器一直在努力在恒星和星系之间观察到这种光芒。当检测到存在于恒星之间的气体时,这是通过它从明亮的背景源吸收的光间接完成的。新观测背后的团队使用智利欧洲南方天文台的第二代甚大望远镜 (VLT) MUSE(多单元光谱探测器)克服了这些困难。

然而,即使有了这种精密仪器的帮助,观测宇宙网的这一条线也需要数百小时的观测时间,这是有史以来在天空单个区域进行的最雄心勃勃的 MUSE 活动之一。然后,该团队转向在马克斯普朗克天体物理研究所 (MPA) 运行的宇宙超级计算机模拟,以根据宇宙学的标准模型 Lambda 冷暗物质 (LCDM) 模型计算应该从丝状气体中看到的排放。“当与宇宙网的新颖高清图像进行比较时,我们发现目前的理论和观测结果之间有很大的一致性,”托尔诺蒂说。

宇宙网观测及其与宇宙学标准模型预测的一致性令人鼓舞,但很明显,该团队认为他们下一步需要做什么:找到更多的宇宙网线。“我们对这种对宇宙细丝的直接、高清观测感到兴奋。但正如巴伐利亚州的人们所说:'Eine ist keine'——一不算数,“团队成员、马克斯·普朗克天体物理研究所 (MPA) 的科学家法布里齐奥·阿里戈尼·巴塔亚 (Fabrizio Arrigoni Battaia) 在声明中说。因此,我们正在收集更多数据以揭示更多此类结构,最终目标是全面了解气体在宇宙网中的分布和流动方式。

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