国际团队捕捉到“宇宙网”的直接高清图像 _宇宙

基于当前宇宙学模型并使用超级计算机对宇宙的广大区域进行模拟。在图像中，宇宙细丝内气体的微弱光芒以白色显示，形成了一个密集的宇宙网。在这些细丝的交叉处，星系内为新恒星形成提供燃料的气体以红色突出显示。图片来源：Alejandro Benitez Llambay/MPA
据马克斯·普朗克天体物理研究所：星系间空间中的物质分布在一个由相互连接的丝状结构组成的庞大网络中，统称为宇宙网。经过数百小时的观测，一个国际研究小组现在获得了这个网络内宇宙细丝的前所未有的高清图像，连接了两个活跃的形成星系——可以追溯到宇宙大约20亿年前。
现代宇宙学的一个支柱是暗物质的存在，暗物质约占宇宙中所有物质的85% 。在重力的影响下，暗物质形成了一个由细丝组成的复杂的宇宙网，最亮的星系出现在细丝的交叉处。这个宇宙网充当了宇宙中所有可见结构的脚手架：在细丝内，气体流动为星系中的恒星形成提供燃料。直接观测这些星系的燃料供应将促进我们对星系形成和演化的理解。
然而，研究这个宇宙网络中的气体是极具挑战性的。星系间气体主要是通过吸收明亮背景光源的光线间接检测到的。但观测结果并没有阐明这种气体的分布。即使是最丰富的元素氢，也只会发出微弱的光芒，这使得上一代仪器基本上不可能直接观测到这种气体。
在这项新研究中，由米兰-比可卡大学的研究人员领导的一个国际团队，包括马克斯·普朗克天体物理研究所（MPA）的科学家，使用安装在智利欧洲南方天文台甚大望远镜上的创新光谱仪MUSE（多单元光谱探测器）获得了前所未有的宇宙细丝高清图像。
即使有了这种复杂仪器的先进功能，研究小组也不得不在天空的一个区域进行有史以来最雄心勃勃的MUSE观测活动之一，在数百小时内获取数据，以检测具有高度意义的细丝。

该图像显示了连接两个星系（黄色恒星）的宇宙细丝中包含的扩散气体（黄色到紫色），延伸了300万光年的巨大距离。图片来源：Davide Tornotti/米兰大学比可卡分校
这项研究由米兰比可卡大学的博士生Davide Tornotti领导，利用这些超灵敏的数据制作了有史以来最清晰的宇宙细丝图像，该细丝跨越300万光年，连接着两个星系，每个星系都有一个活跃的超大质量黑洞。
最近发表在《自然天文学》上的这一发现开辟了新的途径，可以直接限制星系间细丝内的气体特性，并深化我们对星系形成和演化的理解。
托诺蒂解释说：“通过捕获这根灯丝发出的微弱光，我们能够精确地描述它的形状。这是我们第一次通过直接测量来追踪星系中的气体和宇宙网中包含的物质之间的边界。” 。"
研究人员利用MPA运行的宇宙超级计算机模拟，在当前的宇宙学模型下计算了预期的丝状发射的预测。托诺蒂补充道：“与宇宙网的新颖高清图像相比，我们发现当前的理论和观测结果之间存在实质性的一致性。” 。
这一发现以及与超级计算机模拟的令人鼓舞的一致性是理解星系周围稀薄气体环境的关键，并为确定星系的燃料供应开辟了新的可能性。
参与这项研究的MPA科学家Fabrizio Arrigoni-Battaia总结道：“我们对这种对宇宙细丝的直接、高清晰度观测感到兴奋。但正如巴伐利亚人所说：‘Eine ist keine’——一个不算数。因此，我们正在收集更多数据来发现更多这样的结构，最终目标是全面了解气体在宇宙网络中的分布和流动方式。”