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2020年12月4日,德國波恩大學一個研究小組發表了一項研究報告,科研人員研究了一個名為A3391/95的天體,它是由三個星系團組成的系統,大家看這張圖片中標記三個星團的位置,從上面看是A3391,下邊是A3395n和A3395s。距離地球約7億光年。利用厄洛西塔(eROSITA)X射線望遠鏡,研究小組不僅看到了這三個單獨的星團,還看到了連結它們的巨大的氣體長絲,看起來像燈絲一樣。根據研究小組的計算,這條燈絲的長度超過5000萬光年,這條燈絲是迄今為止拍攝到所有影象中最大的一條,但這條燈絲有可能更大更長,科學家們認為影象只顯示了一小部分。

這一發現令科學家十分興奮,因為,人們之前認為這種絲狀結構包含了宇宙中丟失的重子物質中的很大一部分,重子物質即由質子和中子組成的物質,這是組成恆星和行星的物質,我們人類也是這種物質組成的。

研究報告的作者、德國波恩大學的天文學家托馬斯·雷普里奇(Thomas Reiprich)在一份宣告中說:“根據計算,我們宇宙中超過一半的重子物質都包含在這些細絲中。

根據現代物理學,核物理、粒子物理、相對論、量子力學等知識,對宇宙起源和演化的解釋,即標準宇宙模型。在大爆炸後,早期膨脹宇宙,因為某種畸變導致一些區域的物質密度比其它區域稍微密集一些,由於重力的作用,這些區域的密度越來越大,並且不斷地吸引周圍區域中的物質。因此,隨著時間的流逝,物質集中區域之間的空間卻變得越來越空蕩。在長達130億年的發展過程中,形成了一種海綿狀的結構,這些空洞之間的狹小 區域內形成了成千上萬個星系,即所謂的星系團。計算機根據標準模型模擬了這個過程。大家看,這張圖的右側是計算機模擬的影象。重力還將引起尾隨物質形成稀薄的尾巴,就是本集中提到的長絲,這與本次德國波恩大學研究小組的觀測結果是一致的,這從某種程度上證明了廣為接受的宇宙演化標準模型是正確的。

天文學家透過計算發現,宇宙中所有的星系只佔重子物質的50%左右。其餘的被認為存在於星系團之間的絲狀體中,尋找相關的證據非常困難,因為長絲結構體的膨脹,分散在廣闊的空間中,據科研人員說,每立方米不到10個粒子,這遠低於我們在地球上可以產生的最佳真空度,因此幾乎不可能對其進行成像。這些星團很容易用好的望遠鏡觀測到,但是這些星團之間的燈絲卻很難被探測到。現在,天文學家利用一臺強大的X射線望遠鏡,它有非常靈敏的檢測器,可以檢測燈絲中氣體發出的X射線輻射型別,像廣角鏡一樣,它還具有寬廣的視野。這臺望遠鏡在距離地球大約160萬公里的地方繞地飛行,這遠遠超過地月軌道。

它一次就能以非常高的解析度測量廣闊的空間區域,這樣就可以在相對較短的時間內拍攝出跨越5000萬光年長絲影象,相信他們拍攝到了有史以來最清晰的燈絲影象之一,或者至少是最長的一張。大家可能疑問為什麼如此薄的長絲會發出x射線,那是因為繞遠星系發出的光經過這裡時,與這些長絲中的粒子發生作用的結果,而且奇怪的是在早期的觀察結果中,顯示出這些長絲中含有金屬元素,這是恆星才能產生的物質,這些金屬元素有可能是恆星噴射到星際空間中形成的。

隨著這些絲狀物質最終出現在遙遠星系團的X射線影象中,天文學家們也許最終能夠研究它們內部細節,並找出它們是否真的包含了宇宙中缺失的物質。

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