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天文學家看到來自連接星系的宇宙網的光
天文學家(9月28日)宣佈﹐他們首次捕捉到了宇宙中最大結構的微弱光芒﹐這種結構被稱為「宇宙網」﹐是一種連接整個宇宙星系的細絲網絡。像這樣的圖像揭示了關於星系如何形成和演化的有價值的信息﹐還可以幫助追蹤難以捉摸的暗物質的位置﹐暗物質占宇宙質量的80%左右。
2014年天文學家首次使用來自遙遠類星體的輻射拍攝了宇宙網絡﹐這些遙遠的物體由比我們的太陽大十億倍的黑洞提供動力﹐被認為是宇宙中最亮的物體。2019年另一項成像工作得到了年輕的恆星形成星系的幫助﹐以照亮周圍的宇宙網絡。現在天文學家已經在100億至120億光年的太空最黑暗的深處直接拍攝到了它的光。
「在這項最新發現之前﹐我們在相當於燈柱的下方看到了絲狀結構﹐」加州理工學院物理學研究人員說。「現在我們不用燈就能看到它們了。」根據宇宙學模擬﹐大約138億年前大爆炸產生的超過60%的氫坍塌形成一片﹐然後分裂成我們今天看到的宇宙細絲網。這些細絲連接著星系並為它們提供氣體以促進生長和恆星的形成。儘管是間接的﹐先前的研究也表明星系是在這些細線交叉的地方形成的。
為了捕捉這些交叉細絲的最新圖像﹐研究團隊使用了位於夏威夷莫納克亞火山山頂凱克天文台的凱克宇宙網絡成像儀。該儀器被調整來追蹤氫氣的排放﹐氫氣是宇宙網的主要成分。根據這項新的研究﹐該儀器產生的二維圖像後來被堆疊起來﹐形成了一個三維地圖﹐這是基於從宇宙網絡發出的排放物在哪裡被檢測到的。
「我們基本上是在創建一個宇宙網絡的3D地圖﹐」研究人員說。「我們在一個波長範圍內拍攝圖像中每一點的光譜﹐波長轉化為距離。」為了發現這些微弱的輻射﹐研究團隊必須首先解決「光污染」問題。來自宇宙網的昏暗光線很容易與夏威夷天空中的光線﹑大氣輝光甚至來自我們銀河系的光線混淆。
因此研究小組決定拍攝天空中兩個不同區域的照片﹐在這兩個區域中﹐宇宙網被認為處於不同的距離。然後該團隊從一幅圖像中提取背景光﹐並從另一幅圖像中減去背景光﹐反之亦然。根據新的研究﹐結果只留下了網絡的絲狀網絡﹐正如2019年的模擬所預測的那樣﹐這給了天文學家「一種全新的研究宇宙的方法﹐」研究人員說。
科學家們表示﹐像這項新研究捕捉到的圖像可以幫助他們更好地理解星系是如何形成和進化的。
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