研究发现连接宇宙并塑造暗物质的宇宙网

研究发现连接宇宙并塑造暗物质的宇宙网

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2022 年 XNUMX 月发表的研究表明,距离宇宙网“节点”较近的星系与距离较远的星系具有不同的特征。

关于地球以外的广阔宇宙,还有很多东西有待发现。 但目前已知的是,宇宙由一张由巨大的暗物质和气体线组成的宇宙网相连,这些线延伸数百万光年并最终相交,形成星系团的“结”。 有点难以理解,不是吗? 但这里最重要的是,这个网络可以显着影响星系的分布甚至演化,由于先进的技术,科学家们越来越接近解开这一事实。

连接宇宙的网络可以塑造暗物质
连接宇宙的网络可以塑造暗物质(图片来源:DepositPhotos)

爱丁堡大学的研究员兼天文学研究生 Callum Donnan 和他的研究团队确定了一个关于星系化学成分的基本模式,以及它们在晶格中的位置如何影响物质产生速度的基本模式。 

通过将真实观察作为一种方法与人工智能进行模拟,该小组发现,与网络中“节点”较近的星系比较远的星系具有更多的化学富集。 这一发现是在网站上发表的研究中 自然天文学 并探索支配宇宙的众多神秘动力之一。 

什么是宇宙网?

宇宙网的第一张图片
宇宙网的第一张图片(图片来源:Roland Bacon/David Mary/ESO/NASA)

该术语由天体物理学家理查德·邦德 (Richard Bond) 于 1996 年在多伦多大学创造,用于描述 交织簇结构和自然形成的细丝,主要是暗物质与气体的混合。 它也是星系形成的空间。 

什么是暗物质?

暗物质对科学家来说仍然是一个神秘的元素
暗物质对科学家来说仍然是一个神秘的元素(图片来源:DepositPhotos)

暗物质是一种神秘的不发光元素,它构成了宇宙的大部分——我们知道它存在,但从未被发现。 尽管几十年来天文学家一直在研究它与引力效应的关系,但它的本质是一个未知数,有待解开。 

顺便说一句,因为看不见,所以暗物质的存在 扣除 因为,如果没有它,恒星、行星、星系和宇宙网络本身可能就没有意义,也不会像它们那样运作。

暗物质是完全看不见的。 它不发出光或能量,因此无法被传统的传感器和检测器检测到。 根据科学家的说法,答案可能在于它的成分。 

星系中化学富集的研究

在接受 Vice 采访时,Donnan 评论说,关于星系如何演化与它们在宇宙网络中的位置如何与之相关的理论已经在争论中。 

然而,由于需要覆盖大部分天空的密集光谱调查,获得观测证据一直很困难。 最近出现了这一结果,但之前并未详细探讨气体的特性如何与网络交织在一起的事实。

为了解决这个问题,研究人员和他的团队一起深入研究了距银河系约 XNUMX 亿光年远的星系。 他们被观察到 斯隆数字天空调查 (SDSS)——有史以来最大、最详细、被引用最多的天文设备之一——位于美国新墨西哥州,覆盖了大片天空。 通过称为气相金属丰度的特性研究了星系星际空间中气体的元素组成。

斯隆数字巡天仪(sdss)是天文研究最重要的设备之一
斯隆数字巡天 (SDSS) 是天文研究最重要的设备之一(图片来源:SDSS)

如上所述,离宇宙网中“节点”最近的星系被证明有 更多化学浓缩🇧🇷 所进行的研究结果表明,这种元素的发展使这些星系富含金属——在这里,“金属”遵循天文学的逻辑,该术语将除氢或氦之外的所有元素都考虑在内。

借助平台的尖端技术 插图TNG, 研究人员还能够更好地分析网络细丝的成分和横跨宇宙的线,将结连接在一起。 另一个与星系在宇宙网络中的位置有关的重要发现是,根据星系所在的位置,即使考虑到密度等因素,其化学成分也会发生变化。

有了它,来 为什么离我们较近的星系富含更多金属的问题 与那些沿着线或什至在网络内的空隙中分散的相比。 为了回答这个问题,Donnan 和团队考虑了两种可能性:星系外气体的吸收以及星系内恒星和暗物质的演化。 

一般来说,星系会吸收散布在星际空间中的气体并以它们为食。 但是那些远离节点的人比靠近节点的人消耗更多的这些化学元素。 需要强调的是,星际气体缺乏金属,因此它稀释了遥远星系的化学富集气体,导致气相金属丰度过程的降低。 另一方面,离我们较近的星系不会消耗那么多的星际气体和较少的金属——这有助于它们跟上更高浓度的重金属。 

一般来说,星系会吸收散布在星际空间中的气体,并以这种方式得到滋养。
一般来说,星系会吸收散落在整个星际空间中的气体,并以这种方式得到滋养(图片来源:DepositPhotos)

此外,离我们较近的星系似乎比离我们较远的星系发展得更早。 这一方面使它们在新恒星的诞生和暗物质的收集方面处于优势地位——暗物质是一种散布在整个宇宙中的神秘物质。 

Donnan 解释了通过分析发现的逻辑:“[...] 这显示了宇宙中推进的暗物质结构与通过增加早期恒星形成而增加的气体金属丰度之间的联系“。

天文学研究,特别是暗物质在宇宙中的作用及其与星系和宇宙网的联系过于复杂,无法探索、关联和理解。 研究人员和他的团队认为这一发现是 重要的第一步 寻找答案并认可正在开发的技术将成为解开许多谜团的关键工具。 引用的一个例子是必不可少的 暗能量光谱仪 (DESI) 创建了迄今为止发布的最精细的宇宙 3D 地图,并有可能探索宇宙结构与星系化学富集之间隐藏的联系。 

德西与暗物质
DESI(图片来源:美国能源部)

有了暗能量光谱仪 (DESI),我们将有光谱来获取更多关于星系的信息,这将使我们能够进一步研究这个问题,并开始真正揭示网络影响星系演化的方式”,唐南指出。 🇧🇷DESI 还将让我们看到过去演化中的这种效应,因此我们将能够看到宇宙网在星系演化中的作用如何随时间变化。”,完成。

Donnan 和他的团队的下一个目标是尝试全面了解星系的演化,为此,提升网络在宇宙中的核心作用非常重要。 

另请参阅:

轨道上有多少颗卫星?

外层空间从哪里开始,它是如何定义的?

丰特斯: 《维斯》杂志, 自然天文学, 科学 e 太空


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