类星体的光使得探测宇宙细丝变为可能

时间:20-07-07 栏目:天文科学 作者:wenkula 评论:0 点击: 94 次



类星体的光使得探测宇宙细丝变为可能


类星体的光使得探测宇宙细丝变为可能


(神秘的地球)据凤凰科技(编译/严炎刘星):新科学家报道,近日早期宇宙星系之间延伸的蛛网密布的细丝首次“原形毕露”。来自遥远的超大质量黑洞活动的光作为一个巨大的宇宙闪光灯,照亮了一个由不可见的暗物质联系的巨大气体丝线。


这个大规模宇宙结构的几何结构将帮助我们一点点拼接出形成宇宙的各种过程。尽管这些细丝结构几乎都适合于现存的模型,但仍有证据表明我们的理解还缺失了某些过程,这令科学家们惊讶不已。


对宇宙进化的理论和模拟表明,随着宇宙在宇宙大爆炸之后逐渐冷却,暗物质逐渐形成了在宇宙里纵横交错的细丝网。这些细丝交错的点存在更大的引力从而吸引了正常物质,后者将变得足够密集直到点燃恒星并形成星系和星系群。


问题在于,大多数这种细丝网络都是不可见的,美国加利福尼亚大学圣克鲁斯兹分校的塞巴斯蒂亚诺·坎塔卢波(Sebastiano Cantalupo)这样说道。“当我们观看夜空,我们看到了星系,它们于我们来说就像一座座彼此完全不相连的恒星岛屿,宇宙的大部分地区都是黑暗的。”


在此之前,研究人员在银河系10亿光年远处发现了以炙热气体丝形式存在的连接临近宇宙恒星群的这种网络的证据。但遥远宇宙里追踪这种网络的气体因太寒冷而无法自己发光。


幸运的夜晚


因此坎塔卢波和他的同事使用了个小窍门。“如果气体不会发光,那么我们向它照射明亮的光,用外部光源照亮它。”研究人员寻找了宇宙里某些最明亮的辐射源:环绕遥远星系中央超大质量黑洞的炙热气体盘,也被称为类星体。当来自这些信号灯的光照射在宇宙细丝的气体上,这些气体会吸收光并以不同波长的光释放出来。


监测这样的光仍是一项挑战,研究小组必须建造一个特定的滤镜,专门调整以适合每一个类星体发出的光的波长,并将它安装在美国夏威夷10米凯克望远镜的相机上。


在观察几何结构时研究小组还需要一些运气。类星体释放的光束与它们的星系盘成垂直角度,因此它们并不会照亮环绕它们的整个宇宙网络——只有少数恰好位于它们指向方向的细丝。


因此当坎塔卢波利用凯克望远镜观察到的第一个类星体UM287立即照亮了细丝时,大家感到非常惊喜。“这真是非常幸运的夜晚,” 坎塔卢波说道。“我当时认为这可能非常罕见,因此当我第一天晚上利用凯克望远镜就监测到细丝时,这种惊喜难以言喻。”事实证明这的确是非常罕见的:其它10个他们观测的类星体都没有揭示任何细丝。


星系间的谜


UM287距离我们100亿光年远,因此它产生的光来自于宇宙还非常年轻时。它照亮的细丝大约200万光年宽,足够大到它从UM287的宿主星系一直延伸到星际空间。从某些角度上说,这些细丝证实了目前有关宇宙形成的理论。“我们脑海里已经有了这副宇宙网络图,且有一些有关联系这些星系的观点。” 坎塔卢波说道。“但真正观察气体是否以细丝形式存在,亦或者是不同的形态学——块状、球状或者球体状存在的方式是观察它的放射物。这是我们拥有的宇宙网络的第一张图。”


然而,这些细丝的确包含一个意外:它比模拟预测的更加巨大,包含的气体的重量相当于几万亿个太阳。“这告诉我们在大规模星系间气体的模型里,我们缺少了某些物理过程。” 坎塔卢波说道。“仍有很多工作需要做,但至少我们知道了需要努力的方向。”


“这是谜一样的天体,” 荷兰莱顿天文台的约普·沙伊(Joop Schaye)这样说道。他并没有参与这项新发现。“当仔细研究这些事物时,往往会导致对它们的新理解。”



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