宇宙中的最大结构,发出神秘的光芒

作者: 不⼆北⽃

来源: https://theconversation.com/the-largest-structures-in-the-universe-are-still-glowing-with-the-shock-of-their-creation-199785

发布日期: 2023-03-15 20:31:22

科学家首次在成对的星系团周围及连接它们的宇宙纤维状细丝中观测到激波,证实了宇宙网模型的预测,并利用偏振射电信号为宇宙网中的磁场提供了直接观测机会。

宇宙网是宇宙在最⼤尺度上的样⼦。星系被拉到⼀起,形成星系团;星系团与星系团之间被巨洞隔开,与此同时也被⼀些纤维状的细丝连接。这些细丝,以及充满了⽓体和星系的星系团,交织形成了庞⼤的宇宙网。在20世纪60年代,科学家就预测了这种横跨宇宙的⽹络结构。到了80年代,计算机模型开始模拟这个巨⼤⽹络的真实⾯貌。

在过去的⼏⼗年⾥,科学家已经可以通过天⽂望远镜进⾏⼤型的巡天调查,绘制出宇宙⽹中星系的位置和密度,进⽽为天⽂学中⼀些最重⼤、最基本的问题提供线索。

磁场是众多天⽂学家感兴趣的⼀个关键问题。从⾏星到恒星到星系之间的最⼤空间,宇宙中遍布着磁场。然⽽,宇宙磁场的许多⽅⾯仍没有被理解,尤其是在宇宙⽹的尺度上。我们已经知道,宇宙磁场是由运动中的⾼能粒⼦产⽣的,反过来,磁场也会引导这些粒⼦运动。现有的理论认为,在引⼒的牵引下,星系团并合,纤维状的细丝碰撞,会产⽣⼀种巨⼤的激波,这种激波会加速粒⼦,增强星系间的磁场,并产⽣⼀种可以⽤射电望远镜观测到的辉光。

现在,在⼀项发表于《科学进展》的新研究中,⼀个国际天⽂学家团队报告称,他们⽤⼀种巧妙的⽅法,⾸次在成对的星系团周围,以及连接着它们的宇宙纤维状细丝中,观测到了这样的激波。在新的研究中,研究⼈员没有直接观测射电激波,⽽是使⽤了⼀种被称为“叠加”的技术。这种⽅法可以将许多微弱的天体的图像进⾏叠加和平均,以此达到降低信号的噪声,并将平均信号增强到噪声以上的⽬的。

为了识别这些信号是否来⾃磁场,这次,研究⼈员选择了⼀种有着更低的背景噪声的信号——偏振射电光。通常情况下,湍流的存在会使得星系团中的磁场是紊乱的。然⽽,激波会迫使磁场变得有序,这意味着它们发出的射电辉光是⾼度偏振的。普通星系发出的信号偏振率只有5%或更低,⽽激波发出的信号的偏振率可达30%或更⾼。因此,在最新的研究中,研究团队决定在偏振的射电信号上进⾏叠加。

研究⼈员将这⼀结果与⽬前最优的宇宙⽹模型进⾏了对⽐,发现他们的观测数据与模拟⾮常吻合。这⼀发现不仅证实了现有的宇宙⽹模型的预测,还利⽤偏振射电信号,为渗透在宇宙⽹中的磁场提供了⼀个直接的观测机会。这是⼀项重⼤的突破。研究⼈员表示,未来,他们希望能在宇宙历史的不同时期重复开展这种观测。探测和研究这种辉光不仅可以证实有关宇宙⼤尺度结构是如何形成的理论,⽽且也有助于解答关于宇宙磁场及其意义的问题。

UUID: e40adcbf-545b-4a09-9ab0-9abf08795c68

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/原理公众号-pdf2txt/2023年/原理_2023-03-15_宇宙中的最大结构,发出神秘的光芒.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0046 元