宇宙网链、网链细丝、氢元素，三者间有着怎样的“爱恨纠葛”？

简介：绘制出宇宙网链的图片，天文学家开创性地揭露了新宇宙网链图像

宇宙浩瀚，其中的种种物质可能看起来杂乱无序，但蕴含着远甚于我们能见的结构。根据宇宙模型和越来越多的证据，暗物质细丝连接着大量物质，比如广袤空间里的星系和星系团以及宇宙网。

正是氢元素沿着这些细丝流动，注入银河，但是它们并不易见。在所有明亮炽热的星辰、星系和星系核中，星系间四散的氢元素发射出虚弱的光，我们很难看到它们，更不必说形成图像。

但是我们更进一步了。一个由法国里昂天文研究中心罗兰·培根领导的国际团队，经过数年间的工作积累，已经直接想象出早期宇宙的几个宇宙网链细丝图像，其大约120亿光年长。

他们的成果不仅最有力地证实了宇宙网链的存在，还证实了大量矮星系为氢元素在细丝间发出微弱的光提供动力。这一发现会极大地改变我们对宇宙初期星系形成的理解。

由于很难目睹宇宙网链，目前我们的许多证据都是间接的。一些科学家利用质量扭曲时空的方式——引力透镜——来寻找遥远光路径的扭曲，这表明宇宙网链的一缕在它的源头和我们之间。

其他的一些研究者使用类星体光，极度明亮遥远的星系，以研究氢元素沿着细丝对光的吸收。

上图：遥远宇宙的宇宙学模拟图，在一个大约1500万平方光年区域内的宇宙网链中氢元素发出的光。

培根和他的团队采取了一种不同的方式。用一个极佳的望远镜长时间盯着天空中极小的一个区域。通过使用在智利的欧洲南方天文台超大型望远镜上的穆斯测量仪，该团队对天空的一部分进行了令人难以置信的长达140个小时的观测，这部分天空也出现在了哈勃空间的超深视场中。

天文学家进行过类似的研究，在星系团中寻找光线—被星系自身电离的气体线。同样，培根团队的工作也不同于先前：他们早期研究调查了极端环境，而新的研究着重于研究常见的地区。

在规划阶段之后，团队花费数月进行观测才获得2018年8月至2019年1月的数据。为了将干扰降到最低，他们不得不在新月之间整批进行。

上图：由成千上万的小星系组成的细丝宇宙学模拟图（如左图所示，MUSE观测结果如右图）。

随后，团队还要处理分析数据，这又需要花费一年。

但是这值得。他们的数据中有40%的星系在极深领域检测不到，研究者还拍下了跨越了数百万光年的宇宙网链发光的氢原子。

值得关注的是，团队分析表明，氢元素排放的主要原因为沿着细丝分布的大量恒星形成的矮星系。当然，我们无法单独看到它们--它们太遥远了，无法分辨--但是未来的工作将会有助于确认这一发现，这对我们理解宇宙有巨大影响。

如果矮星系也沿着宇宙网链细丝运输，就像一串水滴顺着水流流下，这有助于解释星系怎样形成和发展—以及在早期宇宙如何发展成惊人的形状，这是个困惑宇宙学家的问题。

除此之外，对矮星系星星形成成因的研究有助于我们找到更多宇宙网链细丝，并对宇宙中的万物如何相互联系有更深理解。