是“神经”还是“血管”?天文学家证明“宇宙蛛网”确实存在

原标题:是“神经”还是“血管”?天文学家证明“宇宙蛛网”确实存在

“宇宙蛛网”首次被直接观测到。

图中的蓝色部分就是“宇宙蛛网”结构的一部分。白色圆点标示之处,存在着产星活动极为活跃的星系。这些星系制造恒星的物质原料,就来自“宇宙蛛网”中的气体纤维。Hideki Umehata

如果把我们的宇宙比喻成一个生物确实有其一定的合理性。就像交错互联的神经或血管网一样,宇宙中的星系也被一张巨大的网络连接了起来。这张网就是所谓的“宇宙蛛网”。连接星系的结构被称为宇宙纤维,它的主要成分是气体。

据推测,宇宙大爆炸后宇宙中的大部分气体氢会先坍缩成一张张巨大的“膜”,“膜”随后分裂成“纤维”,形成巨大的“宇宙蛛网”。巨大的气体纤维所包含的氢,占到了大爆炸产生的氢中的60%以上。而星系就诞生在这些纤维的相交之处,它们会通过纤维网络吸取宇宙中的气体“养分”。

但是一直以来我们只能通过间接证据了解这张“宇宙蛛网”,因为“宇宙蛛网”十分暗淡,蛛网纤维中的气体极其稀薄,很难被发现。

不过最近天文学家借助遥远的年轻星系发出的光,直接观测到了“宇宙蛛网”的存在。

在距地球约120亿光年的地方有一个名为SSA22的原星系团。这个位于宝瓶座的原星系团由成百上千个星系组成,它们是现代宇宙中最大的引力束缚结构——星系团的前身。

研究人员使用欧洲南方天文台甚大望远镜上的多体光谱仪捕捉到了这些星系产生的紫外线在穿越星际气体中氢的过程中产生的光子。

观测中的最大困难是这些气体纤维极其昏暗,研究人员只得将目光对准原星系团的中心区域,那里的纤维结构亮度要高于平均值。这是因为那里有许多处于高速产星阶段的“星暴星系”,它们会产生大量的紫外线,像闪光灯一样把神秘的“宇宙蛛网”照得无所遁形。不过虽然它门 已经相当明亮,总体上却依然很暗——其最外围部分的辐射量只有天空其余部分背景光辐射量的5%。

研究人员最终在这个原星系团中心年轻星系的周围发现了长逾325万光年的细长气体纤维。

这些纤维正在向原星系团输送着气体养分。许多与星系有关的剧烈活动,比如恒星的产生、超大质量黑洞的成长等,都与此有关。通过这些气体纤维我们能够了解许多和宇宙演化有关的信息。而看到这些纤维,实际上也是我们了解宇宙过程中的重要一步。

计算机模拟的大型星系团,可与研究人员观测到的“宇宙蛛网”纤维对照起来看。从中我们可以看到与观测所见气体纤维相同的辐射,而在这些纤维交汇之处,大型的星系团正在形成。Joshua Borrow / C-EAGLE

Gas filaments of the cosmic web located around active galaxies in a protocluster

https://science.sciencemag.org/content/366/6461/97返回搜狐,查看更多

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