科学家在太空的隐蔽区发现了一个巨大的结构

2020-07-16 07:58:29

科学家们发现了一个巨大的弓形结构,由星系组成,横跨南极上空,绵延14亿光年。

这个“南极墙”是人类曾经瞥见过的最大的建筑之一,它的发现是在周五发表在“天体物理杂志”上的一项研究中宣布的。

领导这项新研究的法国巴黎-萨克雷大学(Paris-Saclay University)宇宙学家丹尼尔·波马雷德(Daniel Pomarède)在一封电子邮件中说,“当我们的可视化显示南极正在发生一些事情时,我们感到惊讶:确实没有关于这一地区存在大规模结构的报道。”

南极墙的大小与宇宙中已知的第六大结构斯隆长城相当,尽管南极墙距离地球约5亿光年,是斯隆结构的两倍。

宇宙包含许多这样的巨大带子,它们将空间中的物体连接到一个被称为宇宙网的基本矩阵。星系往往聚集在这些长丝的十字路口,这些长丝由氢气和一种名为暗物质的神秘不发光物质组成。已知的最大的结构是大力神-北冕长城,它有100亿光年宽,大约相当于整个可观测宇宙直径的十分之一。

根据Pomarède的说法,南极墙并不是很大,但它是在地球周围约6.5亿光年半径内发现的最大的建筑。该结构的弯曲形状使研究小组能够检测到相对于直线结构的墙的范围,因为它的大部分都可以放在观测孔径内。

“正是因为它的形状像一个弓,所以它14亿光年的长度可以与观测到的球体相吻合,”波马雷德解释道,不过他补充说,研究小组使用的地图“就在墙外消失了”。

“所以,如果它正好偏离我们的观测极限,也许我们没有看到它的全部,”他说。

你可能会认为,很难错过像南极墙这样巨大的灯丝,因为它似乎比我们银河系的直径长约14,000倍,并且在它的边界内包含数千个星系。事实上,它是如此之大,以至于如果它像天上的粉笔画一样神奇地在夜空中勾勒出轮廓,地球上的天文爱好者将不能从一个半球看到它的全部。

然而,这个特殊的结构位于“避难区”,从我们地球的角度来看,这是银河系尘土飞扬的中心后面的空间区域。因此,到目前为止,我们银河系的体积挡住了它的视线。

这一发现是在波马雷德和他的同事们注意到一些巨大结构的引力影响正将星系向四面八方拉向它的时候发现的。

波马雷德和他的同事们使用宇宙流3号,这是一个全面的目录,可视化了18,000个星系的距离和运动,以间接观察组成宇宙网的结和丝状物。该团队的主要目标之一--也是天文学家的一个主要任务--是弄清楚网络大尺度结构的引力如何影响星系的运动,包括我们自己的银河系。

数十年的研究表明,包括银河系在内的一个星系团Local Group正在以每秒约630公里的速度移动,至少部分原因是来自大型结构的引力,以及来自被称为空洞的太空空白区域的斥力。

宇宙流3号地图记录了被遮挡的南极墙一侧星系的特殊速度,似乎比预期的慢,而靠近地球一侧的星系移动速度略快于预期。

波马雷德说:“我们的研究告诉我们,由于其引力,南极墙正作用于我们,使我们的速度约为40公里/秒。”“我们想知道是否有其他结构在起作用:特别是避开区是否隐藏了什么?可能有细丝穿过这个区域。我们正在寻找他们。“。

根据这些面包屑,研究人员能够使用模型和算法重建一些南极墙,尽管他们表示,在未来几年推出更详细的Cosmicflow版本之前,他们不能确定它的完整大小。换句话说,南极墙可能比目前估计的14亿光年宽、约6亿光年深的尺寸要大得多,但我们需要一张更大的地图才能确定。

波马雷德说:“我们的科学学科叫做宇宙学,是宇宙学的一个分支,旨在建立我们周围(我们当地的宇宙)的地图。”“就像绘制地球地图的制图师一样,我们绘制天空的结构,从而更多地了解我们生活的结构,我们研究我们的发现是否与当前的结构形成理论兼容(在宇宙学标准模型的背景下)。”

寻找宇宙中十大最大的结构之一本身就相当疯狂,但这些发现也揭示了支撑我们周围环境和现实的更大的宇宙织锦的线索。我们对这些充满暗物质和星系的细长气泡了解得越多,我们就越能理解我们是如何生活在这个奇怪的、不断进化的宇宙中的。

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