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新聞詳情
科學(xué)家基于韋布空間望遠(yuǎn)鏡JWST繪出迄今清晰宇宙蛛網(wǎng)圖上海自動(dòng)化儀表四廠近日，美國(guó)加州大學(xué)河濱分?？蒲袌F(tuán)隊(duì)表示，利用美國(guó)國(guó)家航空航天局(NAS A)的詹姆斯韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)，科學(xué)家繪制出迄今細(xì)節(jié)豐富的宇宙蛛網(wǎng)圖，將這張龐大宇宙 網(wǎng)絡(luò)形成時(shí)間追溯至宇宙誕生約10億年時(shí)期。
相關(guān)研究成果Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the C osmic Web up to z ～ 7 with the Largest JWST Survey于近日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》。
JWST是NASA、歐洲航天局(ESA)和加拿大國(guó)家航天局(CSA)聯(lián)合研發(fā)的紅外空間望遠(yuǎn)鏡，被 視為哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的正式繼任者。JWST的工作波段覆蓋0.6至28微米，橫跨近紅外到中紅外區(qū) 間，而哈勃望遠(yuǎn)鏡僅能觀測(cè)1.6微米以下的近紅外波段。這一覆蓋范圍的擴(kuò)展意味著JWST能夠捕 捉到哈勃無(wú)法觸及的宇宙極早期信號(hào)，同時(shí)JWST主反射鏡由18塊六邊形鍍金鈹鏡拼接而成，口徑 達(dá)6.5米，集光面積為哈勃望遠(yuǎn)鏡的5倍以上。更大的鏡面意味著能夠接收到更多來(lái)自暗淡天體的微 弱光子，靈敏度大幅提升。這兩方面的綜合優(yōu)勢(shì)使JWST成為觀測(cè)宇宙“黎明時(shí)期”的理想工具。
上海自動(dòng)化儀表四廠宇宙蛛網(wǎng)，科學(xué)界更常稱為“宇宙大尺度結(jié)構(gòu)”，是宇宙中星系、星系團(tuán) 等物質(zhì)在億光年尺度上呈現(xiàn)的宏觀分布形態(tài)。它并非無(wú)序的隨機(jī)分布，而是呈現(xiàn)出一種高度組織化 的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
宇宙蛛網(wǎng)的起源可以追溯到宇宙大爆炸之后極早期的微小密度漲落。在漫長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)程中，引 力將這些微小的密度差異不斷放大，物質(zhì)逐步聚集，最終演化出今天觀測(cè)到的絲狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。理解 宇宙蛛網(wǎng)的形成與演化，對(duì)于揭示暗物質(zhì)、暗能量的本質(zhì)以及星系如何在不同的宇宙環(huán)境中誕生和 成長(zhǎng)，都具有根本性的科學(xué)意義。
由加州大學(xué)河濱分校與卡內(nèi)基天文臺(tái)研究生Hossein Hatamnia領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，利用加權(quán)核 密度估計(jì)方法，將超過(guò)16萬(wàn)個(gè)星系的測(cè)光紅移數(shù)據(jù)進(jìn)行了精確分析，重構(gòu)了跨越近137億年宇宙歷 史的大尺度結(jié)構(gòu)演化圖景。這一研究將人類對(duì)宇宙網(wǎng)絡(luò)的追溯邊界推進(jìn)到了宇宙誕生后約10億年( 紅移z≈7)，系統(tǒng)揭示了星系在宇宙網(wǎng)中的分布規(guī)律從極早期到鄰近宇宙的完整演化軌跡。
該研究清晰地揭示了宇宙網(wǎng)中的“環(huán)境效應(yīng)”如何驅(qū)動(dòng)星系的演化。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，宇宙中的 大尺度密度環(huán)境在星系成長(zhǎng)過(guò)程中扮演了至關(guān)重要的角色：在宇宙極早期，位于纖維節(jié)點(diǎn)、密度高 的區(qū)域孕育出了早一批大質(zhì)量星系(即星系團(tuán)前身的“原星系團(tuán)”)；隨著宇宙不斷膨脹和演化，環(huán) 境效應(yīng)對(duì)低質(zhì)量星系恒星形成的作用愈發(fā)顯著。研究第一作者Hatamnia總結(jié)道：“我們第一次能 夠研究星系在星團(tuán)和纖維結(jié)構(gòu)中、跨越整個(gè)宇宙時(shí)間的演化——從宇宙只有10億歲時(shí)一直到現(xiàn)在 鄰近的宇宙。JWST改變了我們對(duì)宇宙的認(rèn)知，而COSMOS-Web項(xiàng)目從立項(xiàng)之初就為我們提供了 大范圍、大深度的觀測(cè)視野?！?/span>
上海自動(dòng)化儀表三廠研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這批包含16.4萬(wàn)個(gè)星系的星表、宇宙密度數(shù)據(jù)以及展示 宇宙蛛網(wǎng)數(shù)十億年演化歷程的視頻面向全球公開發(fā)布，延續(xù)了COSMOS項(xiàng)目一向秉持的開放科學(xué) 傳統(tǒng)。這一寶貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)將在未來(lái)若干年內(nèi)持續(xù)為全球天文學(xué)家提供研究資源，上海自動(dòng)化儀 表三廠推動(dòng)人類對(duì)宇宙演化歷史的認(rèn)知不斷邁向新的高度。
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