宇宙網是宇宙中最大的結構,它由氣體和塵埃組成的“絲帶”將星系連線在一起,一項新的研究表明,隨著時間的推移,它們會變得越來越熱。
根據天文學家的最新發現,這些絲帶要比80億年前高出三倍。或許,將這些最新資料與最先進的理論模型相結合,我們能夠揭示出宇宙溫度是如何演變的,以及它與宇宙大規模結構的形成是如何聯絡在一起的。
宇宙網始於已知宇宙中連線第一個星系的物質。隨著聚集的開始,它們之間的引力影響變得更加明顯並帶來了更多的氣體。 隨著宇宙的演變,引力將太空中的暗物質和氣體聚攏在一起,形成星系和星系團。這種聚攏過程如此劇烈,以至於越來越多的氣體被加熱升溫。
透過測量這些星系間連線帶的溫度,我們可以確定不同時代的宇宙溫度。這是透過一個被稱為蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應(Sunyaev-Zeldovich effect)的過程來實現的。
對於科學家來說,大爆炸的“回聲”在今天可以被視為宇宙微波背景的輻射。幾十億年前,當這種電磁輻射遇到連線帶中的熱電子時,它便會聚集能量,從而使氣體變得可見。這種效應發生的程度取決於熱壓,而熱壓又由電子的溫度所決定。
根據蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應的劇烈程度,我們就有可能確定氣體內部的熱壓,天體物理學家透過它來確定電子的溫度。 除此之外,對星系的觀測結果來自斯隆數字天空調查(SDSS)。透過結合兩次調查的資料,天文學家能夠拼湊出星系間升溫的細節。
研究人員在《天體物理學雜誌》上詳細介紹說:“為此,我們將普朗克和紅外天文衛星任務中的八幅天空強度圖與斯隆數字天空調查中的200萬幅光譜紅移參考圖進行了交叉關聯。” 研究小組發現,這些連線帶中的平均電子溫度從80億年前的70萬開爾文上升到今天的大約200萬開爾文。
這種加熱也被認為是氣體流入帶狀物的結果,因為它是在坍塌的結構中被衝擊加熱的。 我們現在終於可以測量宇宙中的溫度了,這不僅歸功於觀測資料的顯著進展,同時也要歸功於那些傑出的科學家,隨著時間的推移,宇宙網的“絲帶”逐漸開始成為人們聚焦的熱點!