美国科学家称首获得宇宙星系际介质三维图像

加州理工学院的研究人员利用他们自己设计和制造的宇宙网络成像仪捕捉到了前所未有的星系际介质(igm)图像，即弥漫整个宇宙并连接星系的气体。

到目前为止，igm的结构主要是理论上的推测。在位于南加州帕洛玛山天文台的5.08米巨型反射“海尔望远镜”上安装的宇宙网络成像仪的帮助下，研究人员获得了第一张三维igm图片，并探测到一个可能正在形成的螺旋星系，其大小是我们自己星系的三倍。这将使人们有可能对星系之间的动力学有新的理解。研究结果发表在最新一期的《天体物理学》杂志上。

“当我还是研究生的时候，我一直在思考星系际介质，”加利福尼亚理工学院的物理学教授克里斯托弗·马丁说，他构想并开发了宇宙网络成像仪。它不仅构成宇宙中大多数普通物质，而且还是星系形成和成长的媒介。"

自20世纪80年代末和90年代初以来，理论家们预测，来自大爆炸的原始气体并没有均匀地分布在整个空间，而是分布在星系和它们之间的流动通道上。当星系首次形成，恒星以极快的速度形成时，这个“宇宙网”，或称igm，在广阔的空间中被越来越大的细丝网络纵横交错。

马丁将igm的扩散气体描述为“暗物质”，将其与明亮的恒星和银河物质以及构成宇宙大部分的暗物质和能量区分开来。宇宙中96%的质量和能量完全由暗能量和暗物质组成，剩下的4%是正常物质。其中四分之一由恒星和星系组成，它们是夜空中明亮的物体。而剩下的3%是igm。

观察显示，一条有数百万光年的窄灯丝流入类星体，这可能推动了这个星系的成长。同时，莱曼阿尔法点周围有三根细丝。检测到的自旋表明，这些细丝中的气体流入莱曼阿尔法点，并影响其动力学。

宇宙网络成像仪是一种光谱成像仪，可以同时拍摄许多不同波长的照片，使人们不仅可以看到天体，还可以了解它们的组成、质量和速度。宇宙细丝的主要元素被认为是氢，并发射一种叫做莱曼阿尔法的特定紫外线波长的光。地球大气层阻挡了紫外线，所以人们需要观察和观察地球大气层外卫星或高空气球发出的莱曼阿尔法信号。

然而，如果莱曼阿尔法在远离我们的地方发出信号，也就是说，它来自宇宙中更早的时间，然后到达更长的波长(这种现象被称为红移)。这将把莱曼的阿尔法信号转换成一个可见光谱，该光谱可以穿过大气层，并被地面望远镜如宇宙网络成像仪探测到。

根据每日科学网和物理学家组织网最近的一份报告，在宇宙网络成像仪观测到大爆炸大约20亿年后，是星系中恒星快速形成的时期。马丁说:“当我们观察莱曼的阿尔法点时，我们看到一个大的原型星系盘，直径接近30万光年，大小是银河系的三倍。”

马丁说:“我们在类星体周围看到气体细丝和结构。莱曼阿尔法斑点非常明亮。未来的目标是最终看到星系际介质无处不在。这非常困难，但我们有信心实现它。”