整個宇宙真的在閃爍!新發現宇宙網正發出粉紅輝光,原因還不清楚

科普大世界 發佈 2024-03-26T00:47:10.672816+00:00

看過《三體》小說或影視作品的朋友都知道,劉慈欣在裡面設想了一個在科學家看來基本無法實現的場景——宇宙閃爍,為了讓汪淼加入「科學邊界」組織,智子在地球的外太空模擬了讓「整個宇宙為你閃爍」,在特製的紅外望遠鏡中,汪淼看到了五彩繽紛十分炫目的宇宙輝光。

看過《三體》小說或影視作品的朋友都知道,劉慈欣在裡面設想了一個在科學家看來基本無法實現的場景——宇宙閃爍,為了讓汪淼加入「科學邊界」組織,智子在地球的外太空模擬了讓「整個宇宙為你閃爍」,在特製的紅外望遠鏡中,汪淼看到了五彩繽紛十分炫目的宇宙輝光。

但是在現實中,這樣的事件基本上是不會出現的,因為宇宙閃爍是非常宏觀的大事件,需要在宇宙網或宇宙微波背景輻射的層面上出現蔓延整個宇宙的震盪,這需要極端巨大的能量,而且需要是整個宇宙本身出現了某種變化才會實現,所以這被認為是不可能的。

但是近日卻有天文學家通過數十萬台射電望遠鏡提供的觀測數據上看到了閃現在宇宙網上的一種「宇宙閃爍」,其在射電波段發出粉紅色的微光,幾乎在各個方向的宇宙網上都有,或者說它基本上就是縱貫了整個宇宙,真的是「整個宇宙都在閃爍」了,讓天文學家們也都十分詫異。

上圖中的粉紅色就是震盪波激發出的微光,青色是星際物質構成的磁場。

宇宙網是由宇宙絲狀結構組成的,這些絲狀結構又是由星系團、星系、星雲和暗物質等可見星際物質組成的,在非常宏觀的層面觀察,會發現他們呈條帶或纖維狀分布,在更宏觀的層面上觀察,又能發現這些條帶狀結構組成了宏大的宇宙網狀結構,就像一面巨大的蜘蛛網一樣,因此通常也被叫做「宇宙蛛網」。

天文學家們發現造成類似宇宙閃爍的這種射電波段的粉紅色微光源自於一種不明來源的震盪波,在傳播的過程中,這種震盪波能沿著宇宙蛛網中的纖維狀結構穿越其附帶的磁場,這個時候就能在射電波段上發出粉紅色的微光。

這是科學家首次探測到這種神秘的震盪波,產生的遍布宇宙的粉紅色微光的原因還不清楚,推測為震盪波驅動的帶電粒子在宇宙網纖維附帶的磁場中推進時產生的。這種輝光雖然很微弱,但是在宇宙尺度的範圍內觀察,就會發現其實它非常宏大,如同宇宙在閃爍一般,能激發起這種震盪波的能量也相當巨大。

這一發現和研究已經發表在《科學進展》雜誌上,是由國際射電天文學研究中心(ICRAR)與澳大利亞國家科學機構CSIRO合作主導的,該研究將幫助科學家進一步了解關於宇宙宏觀結構和磁場等方面的情況。

有科學家推論這種閃耀整個宇宙的粉紅輝光來自於宇宙纖維狀結構的本身,這些纖維狀結構連接了質量巨大的星系和星系團,但它大部分仍然都是有稀薄的氣體,其連接的形狀就像是人體的神經組織一樣,神經元細胞會有長長的神經線,將所有的神經元細胞都連接在一起,組成了蛛網或漁網一樣的結構。

纖維狀組織之間看似虛空,但也會有一些稀薄的星雲,而纖維狀組織的形狀也並非是固定不變的,也會在虛空中浮動,有些纖維狀組織乃至星系與星系團也會發生碰撞,整個宇宙中這種活動其實很普遍,那麼在其移動或者碰撞的過程中,巨大的震盪就會激發出震盪波,震盪波推動帶電粒子在磁場中移動,便出現了彌散在整個宇宙中的奇特輝光,如果在特定的無線電譜段上觀察,看上去也就如同是整個宇宙都在閃爍了。

研究者們是將60多萬對有纖維網狀結構連接的相鄰星系團的射電影像疊加在一起,並將其信號放大之後才看到的宇宙輝光,不過這種輝光表現的是非常微弱的,之前也只在星系團的附近區域中被觀察到,但現在科學家發現宇宙纖維結構也能激發出震盪波並出現輝光,這是一個重要的發現。

參考資料:

《科學進展》雜誌2月17日文章《來自宇宙網的極化吸積激波》,主要作者:泰莎·弗恩斯特羅姆,原標題為《Polarized accretion shocks from the cosmic web》

關鍵字: