X射线望远镜发现迄今宇宙最大丝线结构

宇宙大尺度结构示意图。

  近期研究发现,由统称为重子的各种粒子构成的宇宙,大约有半数科学家还没有观测到。科学家现在认为,这些物质是以联系宇宙大范围空间的“丝线”结构形式存在。

  这些丝线由炙热气体组成,密度极其稀疏,大约每立方米空间只有10个粒子——比地球上能够造出的任何真空环境所含的粒子还少得多。以前科学家无法观测到这些结构。

  近年来,随着太空望远镜eROSITA的启用,科学家终于能看到这些丝线的结构。eROSITA是高灵敏度的X射线望远镜,而且视角广,一次可以观测天空很大一片范围,因此具有观测这些丝线结构的能力。

  近期一份发表在《天文学和天体物理学》(Astronomy& Astrophysics)期刊上的研究揭示,从eROSITA的数据里发现了至今所知的最长的一条丝线结构,长达5,000万光年。

  而且,它的结构和电脑模型根据“宇宙标准模型”模拟演化诞生的情形非常类似,也就是说,这份观测结果从一个侧面证实了“标准模型”。

  这个“标准模型”就是人们常听到的大爆炸理论:我们的宇宙在大约138亿年前从一个小点爆炸后不断膨胀成为今天的状态。

  这份研究为了解释丝线结构,提到了宇宙“海绵”式的结构。标准模型推测,在爆炸后,宇宙的发展是不平衡的,有的区域物质密集、有的区域稀疏。密集的区域引力大,不断地从周围吸收气体,导致密集的区域演化得越来越密集。而在密集区域之间的空间,就变得越来越空旷。经过130多亿年的演化,就形成了像“海绵”一样的结构:有的区域像海绵的孔洞一样没有任何物质,而其它区域则成为聚集着大量星体、星系的区域,比如星座。

  研究称,如果这种模型推测是正确的,那么密集型天体区域之间,仍然由残余的气体组成的结构连接在一起,组成宇宙网。

  “按照计算,宇宙内超过一半的重子物质都存在于这些丝线结构内。重子物质包括了构成所有的星体、星系,以及我们人类的物质。”主要研究者德国波恩大学(University of Bonn)的天文学教授瑞普里希解释说。

  这份研究观测的是Abell3391/95星座群,由三个星座构成,距离地球7亿光年。eROSITA的照片不仅能看到那里星座群的全貌、单个星系,还能看到它们之间连接的丝线结构,长达5,000万光年。

  研究者认为,这个丝线结构也许更大,因为照片很可能只显示了这个结构的一部分。

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