科學家分享！宇宙早期連接星系的‘宇宙網’突破性圖像

從宏觀上看，宇宙就像一張複雜的蜘蛛網，到處都是由氣體、塵埃和暗物質組成的宇宙絲縷，它們被巨大的空洞分隔開來。現在，在一幅引人注目的新圖像中，研究人員捕捉到了其中一條連接兩個星系的宇宙絲縷，當時宇宙僅有20億歲。這是有史以來拍攝到的最詳細的一張古老的 宇宙網縷圖像。

宇宙絲縷橫跨數百萬光年，形成了所謂的“宇宙網”。星系串在一起形成巨大的絲縷，在它們的交叉點是星系團——宇宙網中最密集的區域。這些絲縷將氣體輸送到星系中，從而幫助它們成長。它們還引導星系進入星系團，從而形成了 宇宙中最大的結構。

宇宙網的結構並非隨機的。它是由暗物質塑造而成的，暗物質是一種神秘實體，在宇宙所有物質中佔比達85%。暗物質很重，且不與光相互作用，所以很難被探測到。但它確實通過引力與正常的、可見的物質相互作用；我們能看到它牽拉這些物質的方式。因此，暗物質主導着正常物質。它將一切維繫在一起並賦予其結構。它還塑造了宇宙網的絲狀結構。

細絲內的氣體流動可以讓我們深入瞭解星系是如何形成和演化的。然而，很難觀測到這些細絲內的氣體，因爲即使是最豐富的元素——氫，發出的光也非常微弱。

爲了獲取新圖像，來自意大利米蘭 - 比可卡大學和德國馬克斯·普朗克研究所（MPA）的天文學家利用進行了150個小時觀測的機會，通過位於智利的歐洲南方天文臺甚大望遠鏡上的多單元光譜探測器（MUSE）儀器，獲取了一幅非常詳盡的宇宙纖維結構的圖像，該纖維結構橫跨約300萬光年，連接着兩個帶有超大質量 黑洞 的星系。

米蘭 - 比可卡大學的博士生、首席作者達維德·托爾諾蒂（Davide Tornotti）在一份聲明中表示，通過這些觀測，研究人員首次通過直接測量追蹤到了星系中的氣體與宇宙網中的物質之間的邊界。該團隊在2025年1月29日發表於《自然·天文學》雜誌的一項研究中解釋說，多單元光譜探測器（MUSE）極高的靈敏度使團隊能夠捕捉到經過近120億年纔到達地球的細絲的光線。

根據當前的宇宙學模型，該團隊模擬了宇宙網內預期的絲狀結構。托爾諾蒂（Tornotti），某研究團隊成員說：“當與宇宙網的新高清圖像進行比較時，我們發現當前理論與觀測結果非常吻合。”這爲宇宙學標準模型提供了支持，由於詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對極早期宇宙的觀測結果令人困惑，一些研究人員已經開始對該標準模型提出質疑。

這一清晰的影像及其與預測的高度契合爲研究宇宙纖維絲中的氣體分佈及其對星系形成的影響開闢了新的機遇。該研究的合著者、馬克斯·普朗克天體物理研究所（MPA）的科學家法布里齊奧·阿里戈尼·巴塔亞補充說，該團隊計劃在未來的觀測中發現更多的纖維絲，以全面瞭解氣體在宇宙網中的流動方式。