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真的是“整个宇宙都在闪烁”!新研究发现宇宙网在闪耀粉红色辉光

看过《三体》小说或影视作品的朋友都知道,刘慈欣在里面设想了一个在科学家看来基本无法实现的场景——宇宙闪烁,为了让汪淼加入“科学边界”组织,智子在地球的外太空模拟了让“整个宇宙为你闪烁”,在特制的红外望远镜中,汪淼看到了五彩缤纷十分炫目的宇宙辉光。

《三体》电视剧照

但是在现实中,这样的事件基本上是不会出现的,因为宇宙闪烁是非常宏观的大事件,需要在宇宙网或宇宙微波背景辐射的层面上出现蔓延整个宇宙的震荡,这需要极端巨大的能量,而且需要是整个宇宙本身出现了某种变化才会实现,所以这被认为是不可能的。

宇宙微波背景辐射图

但是近日却有天文学家通过数十万台射电望远镜提供的观测数据上看到了闪现在宇宙网上的一种“宇宙闪烁”,其在射电波段发出粉红色的微光,几乎在各个方向的宇宙网上都有,或者说它基本上就是纵贯了整个宇宙,真的是“整个宇宙都在闪烁”了,让天文学家们也都十分诧异。

上图中的粉红色就是震荡波激发出的微光,青色是星际物质构成的磁场。

宇宙网是由宇宙丝状结构组成的,这些丝状结构又是由星系团、星系、星云和暗物质等可见星际物质组成的,在非常宏观的层面观察,会发现他们呈条带或纤维状分布,在更宏观的层面上观察,又能发现这些条带状结构组成了宏大的宇宙网状结构,就像一面巨大的蜘蛛网一样,因此通常也被叫做“宇宙蛛网”。

宇宙蛛网

天文学家们发现造成类似宇宙闪烁的这种射电波段的粉红色微光源自于一种不明来源的震荡波,在传播的过程中,这种震荡波能沿着宇宙蛛网中的纤维状结构穿越其附带的磁场,这个时候就能在射电波段上发出粉红色的微光。

这是科学家首次探测到这种神秘的震荡波,产生的遍布宇宙的粉红色微光的原因还不清楚,推测为震荡波驱动的带电粒子在宇宙网纤维附带的磁场中推进时产生的。这种辉光虽然很微弱,但是在宇宙尺度的范围内观察,就会发现其实它非常宏大,如同宇宙在闪烁一般,能激发起这种震荡波的能量也相当巨大。

《三体》电视剧中宇宙闪烁的剧照

这一发现和研究已经发表在《科学进展》杂志上,是由国际射电天文学研究中心(ICRAR)与澳大利亚国家科学机构CSIRO合作主导的,该研究将帮助科学家进一步了解关于宇宙宏观结构和磁场等方面的情况。

有科学家推论这种闪耀整个宇宙的粉红辉光来自于宇宙纤维状结构的本身,这些纤维状结构连接了质量巨大的星系和星系团,但它大部分仍然都是有稀薄的气体,其连接的形状就像是人体的神经组织一样,神经元细胞会有长长的神经线,将所有的神经元细胞都连接在一起,组成了蛛网或渔网一样的结构。

纤维状组织之间看似虚空,但也会有一些稀薄的星云,而纤维状组织的形状也并非是固定不变的,也会在虚空中浮动,有些纤维状组织乃至星系与星系团也会发生碰撞,整个宇宙中这种活动其实很普遍,那么在其移动或者碰撞的过程中,巨大的震荡就会激发出震荡波,震荡波推动带电粒子在磁场中移动,便出现了弥散在整个宇宙中的奇特辉光,如果在特定的无线电谱段上观察,看上去也就如同是整个宇宙都在闪烁了。

研究者们是将60多万对有纤维网状结构连接的相邻星系团的射电影像叠加在一起,并将其信号放大之后才看到的宇宙辉光,不过这种辉光表现的是非常微弱的,之前也只在星系团的附近区域中被观察到,但现在科学家发现宇宙纤维结构也能激发出震荡波并出现辉光,这是一个重要的发现。

参考资料:

《科学进展》杂志2月17日文章《来自宇宙网的极化吸积激波》,主要作者:泰莎·弗恩斯特罗姆,原标题为《Polarized accretion shocks from the cosmic web》

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