天文學家發現宇宙已知最大單一結構「奇普」

科學家宣稱，新發現的「奇普」（Quipu）是宇宙中已知在長度方面最大的結構。這是一個超級結構，星系以星系團的形式聚集在一起，甚至星系團還會進一步組成更大的星系團集合。

天文學家發現了可能是已知宇宙中最大尺度的結構——一群星系團以及由星系團組成的更大集合，它橫跨約13億光年，質量高達驚人的200千兆太陽質量。這個新發現的結構以印加人用繩子打結來計數和儲存數字的系統「奇普」命名。

就像奇普繩子一樣，這個結構十分複雜，由一條長絲和多條側絲組成。它橫跨約13億光年（超過銀河系長度的13000倍），就長度而言，它很可能是宇宙中最大的天體，超越了之前的紀錄保持者，如拉尼亞凱亞超星系團。

這一發現於1月31日釋出在預印本網站arXiv上的一篇新論文中。（該論文尚未在同行評審期刊上發表，但已被《天文學與天體物理學》期刊接受。）研究團隊在論文中寫道：「奇普實際上是一個顯著的結構，在目標紅移範圍的星系團天圖中，無需藉助探測方法，用肉眼就能輕易注意到它。」

這項研究是長期以來繪製宇宙物質在不同波長光下分佈圖工作的一部分。宇宙中遙遠的結構會出現波長向電磁光譜紅端移動的現象，即所謂的紅移。雖然紅移高達0.3的天體已經被很好地繪製出來，但研究人員這次新的研究重點放在了紅移0.3到0.6的天體上。紅移越大，天體就越遙遠。

新研究中報告的結構都位於距地球約4.25億到8.15億光年之間。先前的研究表明，宇宙更深處可能存在更大的結構。目前宇宙中最大結構的有力競爭者是武仙－北冕座長城，這是一個神秘的物質聚集區，位於距地球約100億光年處，估計橫跨100億光年。然而，長城的存在仍存在爭議。

奇普是研究人員在他們的資料集中發現的最大超級結構，但他們還發現了另外四個巨大的結構。其中最小的沙普利超星系團，之前曾被認為是有史以來發現的最大超星系團。現在它已經被奇普以及另外三個結構超越：巨蛇－北冕座超結構、武仙座超星系團和玉夫－飛馬座超結構，後者橫跨了以其命名的兩個星座。

研究人員在論文中報告，這五個超級結構共同包含了可觀測宇宙中45%的星系團、30%的星系和25%的物質。總的來說，它們佔據了宇宙體積的13%。

研究人員還探測到這些物質對宇宙整體環境的影響方式。這些超級結構會影響宇宙微波背景（CMB），這是大爆炸遺留下來的微波輻射，均勻分佈在整個太空。研究人員還發現，這些星系流的區域性速度會影響對宇宙整體膨脹的測量：在這些超級結構主導的區域，星系的區域性膨脹可能會扭曲對整個宇宙膨脹的測量，即所謂的哈勃常數。最後，如此大量物質的引力作用會導致光線彎曲，即引力透鏡效應，這可能會扭曲遙遠天空的影象。

研究人員寫道，未來的研究可以探討這些大尺度結構如何影響星系的演化。雖然這些結構只是暫時的——宇宙一直在膨脹，會慢慢將星系團拉開——但它們的巨大規模使其具有重要意義。「在未來的宇宙演化中，這些超級結構必然會分裂成幾個坍縮單元，」研究人員寫道，「因此它們是過渡性的構型。但目前它們是具有獨特性質和特殊宇宙環境的特殊物理實體，值得特別關注。」