看哪，宇宙黑暗中宇宙網(wǎng)的第一個(gè)直接圖像

跨越和連接宇宙的巨大，幾乎看不見的細(xì)絲網(wǎng)絡(luò)終于被發(fā)現(xiàn)在黑暗中閃閃發(fā)光。

在星際空間的漆黑范圍內(nèi)，天文學(xué)家直接探測到這些細(xì)絲在深淵上延伸時(shí)的微弱光芒。以前，我們對(duì)這個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)的唯一探測是在周圍看到的。類星體等物體，宇宙中最亮的光。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)在黑暗中看到它，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都潛伏在那里。

“在這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)之前，我們看到了相當(dāng)于燈柱下的絲狀結(jié)構(gòu)，”加州理工學(xué)院的天體物理學(xué)家克里斯托弗·馬丁說.“現(xiàn)在我們可以在沒有燈的情況下看到它們。

盡管宇宙中的物體之間有很長的距離，但它并不像第一次出現(xiàn)所暗示的那樣，是一系列孤立的島嶼。我們的宇宙模型表明，有一個(gè)巨大的宇宙網(wǎng)絡(luò)暗物質(zhì)，其鏈跨越這些距離，將星系連接到星系，將集群連接到星系。

沿著這些在宇宙早期階段在重力作用下凝聚的細(xì)絲，來自稀疏的星系際介質(zhì)的氫聚集并流動(dòng)。人們認(rèn)為，這種氫會(huì)進(jìn)入不斷增長的星系，為它們提供制造閃閃發(fā)光的恒星的新鮮材料。

在一個(gè)充滿明亮事物的宇宙中，冷漫射氫的微弱光芒并不容易被發(fā)現(xiàn)。但發(fā)現(xiàn)它是天文學(xué)和宇宙學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)。

它可以為我們提供關(guān)于宇宙如何繼續(xù)進(jìn)化和成長的信息，以及宇宙中看不見的暗物質(zhì)和缺少正常物質(zhì)可能潛伏著：估計(jì)60%在大爆炸被認(rèn)為存在于宇宙網(wǎng)中。

“宇宙網(wǎng)描繪了我們宇宙的結(jié)構(gòu)，”馬丁 說.“這是我們銀河系中大多數(shù)正?；蛑刈游镔|(zhì)居住的地方，并直接追蹤暗物質(zhì)的位置。

因此，為了尋找宇宙網(wǎng)中最難找到的部分，馬丁和他的同事設(shè)計(jì)了一種專用的儀器來搜索暗淡的物體。萊曼α發(fā)射– 氫吸收和重新發(fā)射輻射時(shí)的光譜指紋。凱克宇宙網(wǎng)絡(luò)成像儀（KCWI）位于夏威夷Maunakea的W. M. Keck天文臺(tái)。

宇宙充滿了不同種類的光，包括太陽系的光芒和銀河系的光芒。當(dāng)你從地球上觀察時(shí)，大氣光會(huì)讓光變得更加復(fù)雜。因此，馬丁設(shè)計(jì)了一種從KCWI觀測中減去光線的方法。

“我們看著兩片不同的天空，A和B，”他解釋道.

“燈絲結(jié)構(gòu)在補(bǔ)丁的兩個(gè)方向上將處于不同的距離，因此您可以從圖像B中獲取背景光并從A中減去它，反之亦然，只留下結(jié)構(gòu)。我在 2019 年對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的模擬，以說服自己這種方法是可行的。

然后，研究人員研究了天空的斑塊，尋找萊曼阿爾法線的濃度。

由于宇宙正在膨脹，更遠(yuǎn)距離的光的波長會(huì)向光譜的紅端衰減;因此，發(fā)射越紅，光線越遠(yuǎn)。這使得該團(tuán)隊(duì)能夠編制一張三維發(fā)射圖——光已經(jīng)傳播了100億到120億年才能到達(dá)我們。

這代表了宇宙歷史上的一段時(shí)期，在138億年前的大爆炸之后，一切都還處于早期的形成階段。結(jié)果是第一次瞥見宇宙最黑暗角落的復(fù)雜宇宙網(wǎng)。研究人員說，這提供了一種追蹤宇宙網(wǎng)絡(luò)的新方法，追蹤宇宙的物質(zhì)，并了解所有事物是如何聚集在一起的。

“我們非常興奮，”天體物理學(xué)家和儀器科學(xué)家Mateusz Matuszewski說加州理工學(xué)院，“關(guān)于這個(gè)新工具將幫助我們了解更遙遠(yuǎn)的細(xì)絲以及第一批恒星和黑洞形成了。

該研究已發(fā)表在自然天文學(xué).

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