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宇宙初期有超大气体结构

2020-05-05

日本研究团队利用“昴”望远镜的主焦点照相机,成功观测到115亿年前宇宙原始超星系团周围大范围中性氢气体分布情况。分析结果表明,这些中性氢气体分布范围超过1.6亿光年,意味着在宇宙早期即存在如此巨大的结构。

宇宙中疏密不均地分布着数亿光年大小的星系团,当它们超过一定规模,不论从什么方向和距离看都呈一种形状。理解这种宇宙宏观一致性和大规模结构初期密度变动的性质,是现代天文学的重要课题。而要了解密集星系团和超星系团的巨大结构,关键在于观测星系形成气体的分布。

其中,观测不发光气体是否存在,可利用背景明亮天体被气体吸收特定光后形成的剪影效果——气体中的中性氢吸收背景天体特定波长的光后,背景天体光谱中就会出现具有特征的吸收线。与目前使用的分光观测每个类星体的方法比较,这种方法可在短时间内高效观测大范围气体分布。

此次,大阪产业大学、东北大学和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)组成的研究团队,用这种新方法对“昴”望远镜拍摄的115亿年前宇宙大规模星系探查数据进行了分析,探查区域包括称为“SSA22”的原始超星系团。他们确认,在不断诞生新星系的原始超星系团环境中,星系材料中性氢气体十分丰富。

研究人员观察在原始超星系团中星系和中性氢气体的局部分布后发现,星系最密集区域气体不一定最多,这是因为中性氢气体并非聚集在个别星系周围,而是广泛分布在原始超星系团全领域。此前研究认为,越久远的宇宙,其物质分布结构越淡薄,大规模、高密度的结构较少。但此次分析发现,分布范围超过1.6亿光年的巨大结构早在宇宙初期即已存在。

该研究成果将于今年6月刊登在《英国皇家天文学会月刊》上,目前已在该刊电子版发布。(记者陈超)

来源:科技日报

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