韦伯太空望远镜发现宇宙网最早期的一个相互关联星系链

文:莫心海

星系并不是随机地散布在宇宙中。它们不仅聚集成簇,而且形成巨大的相互连接的网状结构,中间有巨大的空隙。这个“宇宙网”开始时很脆弱,随着时间的推移,由于引力把物质聚集在一起,它变得更加清晰。

NASA网站2023年6月29日报导,天文学家使用 NASA 的韦伯太空望远镜发现一串似乎由一根线连接起来的由10 个星系,他们称这些星系存在于大爆炸后 8.3 亿年。

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韦伯NIRCam(近红外相机)捕捉到了一个深邃的星系区域,显示出八个彼此排列的圆形星系。它们被8个白色圆圈标记在一条对角线上。(其中两个圆圈包含不止一个星系。)这个长达300万光年的细丝被一个非常遥远而明亮的类星体锚定——一个在其核心有一个活跃的超大质量黑洞的星系。这颗被称为J0305-3150的类星体出现在图像右侧三个圆圈组成的星团的中间。它的亮度超过了它的宿主星系。这10个被标记的星系在大爆炸后仅仅8.3亿年就存在了。(NASA、ESA、CSA、Feige Wang(亚利桑那大学)和 Joseph DePasquale(STScI)

美国宇航局在其网站上表示,星系可聚集成星系团簇,但也聚集成“巨大的相互连接的丝状结构,其间存在巨大的空隙”。这种丝状结构随着时间推移变的更加清晰。

该结构本身长 300 万光年,由类星体固定,类星体是一个中心有超大质量黑洞的星系。

研究星系排列的天文学家团队表示,他们相信细丝最终将成为像附近宇宙中著名的后发星系团一样的巨大星系团。

亚利桑那大学图斯孔(Tuscon)分校的团队成员范晓辉(音译)说:“我对这种细丝的长度和宽度感到惊讶。” “我本以为会找到什么东西,但没想到有这么长、明显很细的结构。”

“这是人们发现的与遥远类星体相关的最早的丝状结构之一,”该项目的首席研究员、亚利桑那大学图森分校的 王飞格(geFeige Wang) 补充道。

最近的发现是由 ASPIRE项目发现的,该项目研究最早黑洞的宇宙环境。据美国自然历史博物馆称,该项目计划研究大爆炸后最初 10 亿年内存在的 25 个类星体。

在美国宇航局网站上发布的一张图像中,八个圆形星系似乎排成一条直线。锚点出现在图像右侧三个圆圈的中间。中间的圆圈是一个明亮而充满活力的类星体。

ASPIRE 研究还研究了宇宙中八个类星体的特性。

NASA 表示,天文学家团队确认黑洞的质量范围是太阳系太阳质量的 6 亿至 20 亿倍,并且在大爆炸后不到 10 亿年就存在了。

该项目首席研究员、亚利桑那大学的王飞格表示,在如此短的时间内形成超大质量黑洞,需要一个巨大的“种子”黑洞开始生长。王说,即使它的起始质量相当于1000 个太阳,黑洞种子在其整个生命周期中也必须以最大可能的速度增长一百万倍。这样的速度对现代天文学理论来说不可思议。

ASPIRE 黑洞研究负责人、亚利桑那大学的 杨锦怡(Jinyi Yang) 表示:“这些前所未有的观测结果为黑洞如何聚集提供了重要线索。” “我们了解到,这些黑洞位于巨大的年轻星系中,这些星系为黑洞的生长提供了燃料。”

参考资料:
1.    https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-identifies-the-earliest-strands-of-the-cosmic-web
2.    https://www.foxnews.com/science/astronomers-nasa-james-webb-space-telescope-discover-interconnected-web-galaxies

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来源:正见网