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宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」

對於渺小的人類而言,宇宙之大,是我們無法想像的,而宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」,也讓我們驚呼:難以置信!現在,讓我們接著上一期,繼續來看看還有哪些「巨獸」。

宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」


6、巨大的伽馬射線暴環


科學家除了通過伽馬射線暴發現武仙-北冕座長城之外,還發現了一個奇特的巨大結構——巨大的伽馬射線暴環。伽馬射線暴是一種罕見的現象,伽馬射線暴呈環狀結構分布更是非常罕見,這樣一個伽馬射線暴環形成的概率只是兩萬分之一。


該伽馬射線暴環位於距離我們大約70億光年遠的區域,在那裡科學家觀測到了9個脈衝串,這9個脈衝串形成一個跨度超過50億光年的環。不過,「環」只是從地球上看到的一種視覺效果。那麼,真實的情況到底是怎樣的呢?


理論上,大型的伽馬射線暴環可能是一個超大天體連續爆發的投影,在不到2.5億年的時間裡,這個天體發生了一次又一次耀眼的伽馬射線暴,但我們從地球上只能觀測到明顯的環狀結構。如果是這樣,那麼這個超大天體究竟是什麼構成的呢?一種解釋是,這個天體可能是存在於星系周圍的大量暗物質。科學家在研究中曾經發現,銀河系中央暗物質聚集區發射出神秘的伽馬射線,因此推測伽馬射線暴可能是暗物質相互碰撞產生的。不過這還只是一個理論。研究者們目前還不清楚這種大型的伽馬射線暴環是如何形成的。

宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」



7、巨型萊曼-阿爾法氣泡


與成熟的星系、星系團等不同,在宇宙的更深處,日本的科學家發現了一個巨大的星系「育嬰袋」。這是一個由大量氣體、塵埃和星系組成的巨型「氣泡」,這種結構被稱為「萊曼-阿爾法氣泡」,距離我們有115億光年遠。從外形上看,這個氣泡散發著綠色的光,其中有3條明顯的帶狀結構,看起來就像一隻巨型的綠色水母。而那3條「水母觸手」中的星系密度很大——是宇宙中平均星系密度的4倍。更讓科學家驚訝的是,這個巨型氣泡居然有2億光年寬。


科學家推測,這個巨型萊曼-阿爾法氣泡誕生於宇宙大爆炸之後20億年左右,當時的宇宙還處於嬰兒期。在那個時期,大質量恆星發生超新星爆發,使周圍產生氣泡狀的氣體雲,形成萊曼-阿爾法氣泡。

而觀測過程中科學家還發現,在這個巨型的萊曼-阿爾法氣泡中有許多仍處於發育初期的星系,這個結構所散發出的明亮綠色光,正是這些隱藏其間的年輕的星系產生的散射光。他們認為,這個氣泡就像一個巨大的「育嬰袋」,正在孕育著大量的星系,在遙遠的未來,將會有更多的星系從那裡誕生。

宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」



8、巨型超大類星體群


同樣可能會孕育出星系的還有由類星體聚集形成的巨型超大類星體群。類星體是能量極高的活動星系核,它由超大質量黑洞驅動,能量輸出可達整個銀河系的1000倍。科學家認為,類星體本身很可能是星系演化早期普遍經歷的一個階段。隨著星系核心附近「燃料」逐漸耗盡,類星體將會演化成普通的旋渦星系和橢圓星系。通常一個典型的超大類星體群長度約16億光年,然而,在2013年,科學家卻發現了一個狹長的、綿延了40億光年的巨型超大類星體群,它由73個類星體組成,距離地球90億光年遠。

這個巨型超大類星體群的發現其實純屬偶然,科學家是在分析關於斯隆數字巡天項目收集到的數據時發現了它。也可以說這個結構不是科學家直接觀測到的,而是推算出來的結構。


科學家在確定巨型超大類星體群時採用的是一種被稱為「朋友的朋友」的演算法。這種演算法首先以一個類星體的位置為基礎划出一個給定大小(通常是100百萬秒差距為直徑,1秒差距=3.2616光年)的球體,如果發現其他類星體出現在這個範圍內,那麼它們就會被認為是「朋友」,同屬於同一個類星體集群。以此類推,直到不再有類星體出現在規定範圍內,而所有被圈入的類星體就屬於同一個類星體群。


正是利用了這種演算法,科學家推算出了巨型超大類星體群的存在和規模。雖然這種演算法沒有受到懷疑,但是這個結構是否存在卻是有爭議,因為它實在太大了。


一些天文學家稱巨型超大類星體群是真實存在的,而一些研究人員稱他們觀測了巨型超大類星體群,發現其中的類星體只不過是隨機排列,因此他們認為那些類星體的位置是隨機的,而不是任何大型結構的一部分。

儘管這個結構的尺寸確實已經大到有點讓人難以置信,讓科學家們困惑不已,但是現有的證據更傾向於證明巨型超大類星體群真的存在,並且大多數科學家也相信這個結構是存在的。

宇宙中藏著的一些超大體型的「巨獸」



9、超級空洞


當然,宇宙並不是遍地都是物質,宇宙中更多的地方是空曠無比的。科學家在距離地球30億光年遠的地方就發現了一個橫跨18億光年的超級空洞。這個空洞位於南天星座之一波江星座。在發現這個超級空洞之前,科學家已經知道宇宙中存在空洞,但是如此巨大的尺寸,還是讓科學家們困惑不已,他們沒想到在宇宙中居然存在這麼大的空洞。


儘管被稱為空洞,但是這個區域內並不是完全沒有任何物質。在這個超級空洞中,星系密度比其他區域要少30%,其中的「不毛之地」則占整個區域的50%。隨著宇宙的膨脹,這個區域中的天體之間的引力也會越來越小,這個區域中空曠的地方會越來越大。


這個神秘的空洞給天文學家留下了許多未解之謎,其中最大的謎除了其巨大的規模之外,還有它是否與WMAP(威爾金森微波各向異性探測器)探測到的神秘「冷斑」有關。因為科學家發現,這個區域中的宇宙微波背景輻射溫度比宇宙中其他區域略低一些。


在宇宙中微波背景輻射無處不在,這是宇宙大爆炸的殘留。按理說,在宇宙中的所有地方微波背景輻射應該是均勻的,但是天文學家卻發現宇宙中有些區域的溫度比其他區域要低,這些區域被稱為「冷斑」。而冷斑是如何形成的,科學家們還無法給出確切的解釋。有科學家認為,冷斑可能是本宇宙和平行宇宙重疊的區域。


隨著超級空洞被發現,科學家認為冷斑有可能是由超級空洞引起的:根據理論,我們的宇宙在加速膨脹,在這種情況下當光子穿過空洞區域時,就會失去能量,溫度會下降,頻率會降低。這使這片空洞的區域溫度比其他的區域低。但是也有科學家提出,超級空洞可能無法讓微波背景輻射溫度變得如此低,冷斑和超級空洞出現在同一位置或許只是巧合。


現在,科學家需要做的就是找到更多的證據,證明空洞是否會導致神秘的冷斑出現,或者說空洞其實就是冷斑。


10、宇宙網


現在,科學家已經發現了許多大尺度的結構,而從更大的尺度上來說,科學家認為,宇宙的分布不是隨機的。從理論上來說,星系聚集在一起形成的區域就像一條條細絲,細絲的交叉處則是浩瀚的星系團,而那些物質稀少的區域穿插在細絲之間,科學家稱之為「宇宙網」。


宇宙網被認為是在宇宙誕生早期形成的,它被視為宇宙的框架,它的形成使宇宙中的物質慢慢聚集在一起。這些細絲狀結構被認為在宇宙的演化過程中發揮了很大的作用,宇宙的演化在這些區域中被加速了。在這些細絲結構中星系的誕生速度更快,它們也更可能受到其他星系的引力影響,發生融合或者相互遠離。科學家認為,這個過程可能一直持續到現在。星系在細絲結構中誕生、演變,並向星系團慢慢聚集,在那裡它們將死去。


當然,關於宇宙網,科學家有的不僅僅是理論,他們還在宇宙中捕捉到了這個結構的一部分。在觀測中,科學家發現一個類星體發出的光恰巧指向一個絲狀結構,類星體就像宇宙中的燈塔,它發出的光照亮了絲狀結構中的氣體。順著這個線索,天文學家捕捉到了更大區域中的星系間「絲狀」聯繫的圖像,這些絲狀結構相互連接,形成了一張超級宇宙網。


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