[趣味物理]寬達2億光年的大尺度結構

　　[趣味物理]寬達2億光年的大尺度結構

　　日本國立天文臺今天宣布，由日本東北大學(xué)、國立天文臺和京都大學(xué)的科學(xué)家組成的研究小組在距地球120億光年處，發(fā)現了比“超星系團”更大的大尺度結構。在其中，科學(xué)家還發(fā)現了為數眾多的、大于銀河系數倍的巨大氣體天體，并發(fā)現這些天體有著(zhù)巨大質(zhì)量。

　　科學(xué)家認為，這些存在于宇宙初期的巨大氣體天體與銀河系誕生有重要關(guān)系。

　　研究小組利用位于夏威夷的“昴”天文望遠鏡的大視角主焦點(diǎn)照相機對距地球約120億光年宇宙中星系密集的區域附近進(jìn)行了觀(guān)察，發(fā)現這片區域只不過(guò)是一個(gè)大尺度結構的一部分，而這個(gè)大尺度結構最寬處長(cháng)約2億光年，比已知的最大超星系團還要巨大，其中的天體密度比宇宙平均星系數量密度高3至4倍�？茖W(xué)家目前已知的銀河系高密度區域只有0.5億光年規模，新發(fā)現超出了科學(xué)家的想象。研究小組利用微光天體分光裝置對大尺度結構內的星系進(jìn)行了詳細立體觀(guān)測，發(fā)現這一構造由三條絲狀相互交錯構成，這是科學(xué)家首次發(fā)現在宇宙初期存在巨大絲狀構造。

　　科學(xué)家一直認為，在宇宙誕生20億年的宇宙初期，發(fā)現這種大尺度結構的概率極低。研究小組認為，此次發(fā)現的大尺度結構，其規模之大、星系密度之高，在宇宙中非常罕見(jiàn)�？茖W(xué)家推測，它的規模和密度可能是隨著(zhù)時(shí)間的推移在不斷增長(cháng)，最后幾個(gè)巨大星系團匯集發(fā)展成了如此大的規模。

　　科學(xué)家同時(shí)還指出，在這一星系密集區域、絲狀構造的連接點(diǎn)處，有兩個(gè)已知的巨大氣體天體，其中之一直徑為40萬(wàn)光年。研究小組利用“昴”天文望遠鏡沿著(zhù)絲狀構造，又發(fā)現了33個(gè)10萬(wàn)光年規模以上的新巨大氣體天體。這也是首次在初期宇宙發(fā)現如此眾多的巨大氣體天體。

　　研究小組認為，這些巨大氣體天體與宇宙的誕生有著(zhù)相當重要的關(guān)系。目前，關(guān)于巨大氣體天體的出現有4種學(xué)說(shuō)：1.銀河系誕生時(shí)氣體冷卻收縮的“氣體冷卻說(shuō)”；2.不斷誕生的星球發(fā)出的紫外線(xiàn)使氣體發(fā)光的“光電離說(shuō)”；3.壽命短暫質(zhì)量巨大的星球經(jīng)過(guò)不斷的超新星爆發(fā)，吹爆附近氣體的“銀河系風(fēng)說(shuō)”；4.宇宙大爆炸說(shuō)�？茖W(xué)家在詳細分析這些巨大氣體天體后，發(fā)現其形狀和亮度各不相同。有些天體呈泡沫狀，根據精密模擬試驗，泡狀氣體天體再現了“銀河系風(fēng)說(shuō)”，其他天體形狀因氣體稀少呈鋪開(kāi)狀態(tài)。

　　研究小組還發(fā)現，這些巨大氣體天體中的氣體以每秒超過(guò)500米的高速運動(dòng)，根據其大小和活躍程度，科學(xué)家認為這些天體是與銀河系相同或10倍于銀河系的大質(zhì)量天體。

　　地球所處的銀河系周?chē)�有各種各樣的星系，但是大質(zhì)量銀河系在宇宙初期是如何誕生以及如何進(jìn)化，雖然有理論假設，但是仍缺少充分的觀(guān)測。此次是世界上首次對初期宇宙廣范圍區域大質(zhì)量星系密集誕生的成功觀(guān)測，具有劃時(shí)代意義。京都大學(xué)松田有一研究員說(shuō)，這些巨大氣體天體可以看作大質(zhì)量銀河系誕生的現場(chǎng)，對其詳細觀(guān)察和分析，可以幫助理解大質(zhì)量銀河系的誕生和進(jìn)化。東北大學(xué)副教授林野友紀認為，宇宙初期的巨大氣體天體可能是現在的銀河系的祖先，研究成果可能會(huì )揭開(kāi)銀河系形成之謎。