宇宙网链、网链细丝、氢元素，三者间有着怎样的“爱恨纠葛”？

简介：绘制出宇宙网链的图片，天文学家开创性地揭露了新宇宙网链图像

宇宙浩瀚，其中的种种物质可能看起来杂乱无序，但蕴含着远甚于我们能见的结构。根据宇宙模型和越来越多的证据，暗物质细丝连接着大量物质，比如广袤空间里的星系和星系团以及宇宙网。

正是氢元素沿着这些细丝流动，注入银河，但是它们并不易见。在所有明亮炽热的星辰、星系和星系核中，星系间四散的氢元素发射出虚弱的光，我们很难看到它们，更不必说形成图像。

但是我们更进一步了。一个由法国里昂天文研究中心罗兰·培根领导的国际团队，经过数年间的工作积累，已经直接想象出早期宇宙的几个宇宙网链细丝图像，其大约120亿光年长。

他们的成果不仅最有力地证实了宇宙网链的存在，还证实了大量矮星系为氢元素在细丝间发出微弱的光提供动力。这一发现会极大地改变我们对宇宙初期星系形成的理解。

由于很难目睹宇宙网链，目前我们的许多证据都是间接的。一些科学家利用质量扭曲时空的方式——引力透镜——来寻找遥远光路径的扭曲，这表明宇宙网链的一缕在它的源头和我们之间。

其他的一些研究者使用类星体光，极度明亮遥远的星系，以研究氢元素沿着细丝对光的吸收。

上图：遥远宇宙的宇宙学模拟图，在一个大约1500万平方光年区域内的宇宙网链中氢元素发出的光。

培根和他的团队采取了一种不同的方式。用一个极佳的望远镜长时间盯着天空中极小的一个区域。通过使用在智利的欧洲南方天文台超大型望远镜上的穆斯测量仪，该团队对天空的一部分进行了令人难以置信的长达140个小时的观测，这部分天空也出现在了哈勃空间的超深视场中。

天文学家进行过类似的研究，在星系团中寻找光线—被星系自身电离的气体线。同样，培根团队的工作也不同于先前：他们早期研究调查了极端环境，而新的研究着重于研究常见的地区。

在规划阶段之后，团队花费数月进行观测才获得2018年8月至2019年1月的数据。为了将干扰降到最低，他们不得不在新月之间整批进行。

上图：由成千上万的小星系组成的细丝宇宙学模拟图（如左图所示，MUSE观测结果如右图）。

随后，团队还要处理分析数据，这又需要花费一年。

但是这值得。他们的数据中有40%的星系在极深领域检测不到，研究者还拍下了跨越了数百万光年的宇宙网链发光的氢原子。

值得关注的是，团队分析表明，氢元素排放的主要原因为沿着细丝分布的大量恒星形成的矮星系。当然，我们无法单独看到它们--它们太遥远了，无法分辨--但是未来的工作将会有助于确认这一发现，这对我们理解宇宙有巨大影响。

如果矮星系也沿着宇宙网链细丝运输，就像一串水滴顺着水流流下，这有助于解释星系怎样形成和发展—以及在早期宇宙如何发展成惊人的形状，这是个困惑宇宙学家的问题。

除此之外，对矮星系星星形成成因的研究有助于我们找到更多宇宙网链细丝，并对宇宙中的万物如何相互联系有更深理解。

相关知识

在宇宙物理学中，纤维状结构（子类型：超星系团复合体，星系长城，星系板）是宇宙中目前已知的最大结构，一个典型的纤维状结构的长度是70至150百万秒差距，这些纤维状结构厚实、线状排列，组成了宇宙中空洞的边界。[1]纤维状结构由星系构成，其中的一些星系又因为和其他众多星系组合的特别紧密而形成了超星系团。

BY: sciencealert

FY: Ella

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