科學家捕捉到宇宙網連線兩大星系的驚人影像

經過數百小時的觀測，研究人員成功捕捉到一條「宇宙網」細絲連線兩顆遙遠星系的超高解析度影像。這項發現為理解宇宙結構的形成與演化開啟了新的視窗。

在宏觀尺度上，宇宙就像一張複雜的蜘蛛網，佈滿由氣體、塵埃和暗物質組成的宇宙細絲，並被巨大的空洞分隔。如今，研究人員在一張令人驚嘆的新影像中，捕捉到其中一條宇宙細絲連線兩顆星系的畫面，這條細絲來自宇宙僅20億歲的時期，是有史以來最詳細的古老宇宙網細絲影像。

宇宙細絲橫跨數百萬光年，形成所謂的「宇宙網」。星系被串聯在一起形成大型細絲，而在它們的交匯處則是星系團——宇宙網中最密集的區域。這些細絲將氣體輸送到星系中，從而幫助它們成長。它們也將星系輸送到星系團中，從而創造出宇宙中最大的結構。

宇宙網的結構並非隨機形成，而是由暗物質所塑造。暗物質是一種神秘的存在，佔宇宙中所有物質的85%。暗物質質量大且不與光相互作用，因此難以探測。但它確實會與正常的可見物質產生引力作用，我們可以觀察到它對可見物質的拉扯。正因如此，暗物質主導了正常物質，它將一切維繫在一起並賦予其結構，同時也塑造了宇宙網的細絲。

細絲內的氣體流動可以提供星系形成和演化的線索。然而，觀察這些細絲內的氣體相當困難，因為即使是最豐富的元素——氫，也只會發出非常微弱的光。

為了捕捉這張新影像，來自義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），進行了150小時的觀測，成功捕捉到一條橫跨約300萬光年的宇宙細絲，連線兩顆擁有超大質量黑洞的星系。

米蘭比可卡大學博士研究生、研究主要作者Davide Tornotti在一份宣告中表示，從這些觀測中，研究人員首次透過直接測量，追蹤了星系內氣體與宇宙網物質之間的邊界。研究團隊在2025年1月29日發表於《自然天文學》期刊的研究中解釋，MUSE的卓越靈敏度使團隊能夠捕捉到這條細絲的光，這些光經過近120億年的旅程才抵達地球。

根據目前的宇宙學模型，研究團隊模擬了宇宙網內預期的細絲結構。Tornotti表示：「當我們將模擬結果與這張高解析度的宇宙網影像進行比較時，發現現有理論與觀測結果高度一致。」這為標準宇宙學模型提供了支援，而一些研究人員由於詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對早期宇宙的觀測結果令人困惑，已開始對該模型提出質疑。

這張清晰的影像及其與預測的高度吻合，為研究宇宙細絲中的氣體分佈及其對星系形成的影響開闢了新的機會。研究共同作者、MPA科學家Fabrizio Arrigoni Battaia補充說，團隊計劃在未來的觀測中發現更多細絲，以全面瞭解氣體在宇宙網中的流動情況。