遥远原初超星系团宇宙网早期交汇点

09-29 22:28 来自北京

宇宙大尺度结构的原初交汇区域

小蓝圈标记了未来将汇聚成一个稳定星系超团的星系位置。星系超团是巨大星系集合体，这一超团包含的质量相当于我们银河系的5000倍。天文学家将这个遥远的原初星系超团——目前已观测到最遥远、最早的星系超团——命名为COSMOSz3。1A。图像来源：CTIONOIRLabDOENSFAURA。图像处理：T。A。Rector（阿拉斯加安克雷奇大学美国国家科学基金会NOIRLab），M。Zamani及D。deMartin（美国国家科学基金会NOIRLab）。

NOIRLab发布了一篇原创文章。编辑：EarthSky。

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最遥远的原超星系团

一个国际天文学家团队表示，已发现迄今最遥远的星系超团前体。这一发现支持了现有关于星系团演化的理论，并揭示它们位于多个宇宙丝状结构的交汇处，这些丝状结构是由暗物质和气体构成的庞大网络，决定了宇宙中星系和物质的分布。

该研究主要依赖于ODIN调查的数据。位于智利的维克多M布兰科4米望远镜上由美国能源部制造的暗能量相机开展了此项调查。

研究人员于2026年9月8日在同行评审期刊《天体物理学杂志》上发表了他们的研究。

银河系超结构在早期宇宙中的形成

星系团是宇宙中质量最大、受引力束缚的结构。这些庞大的星系集合体包含数百至数千个星系，横跨数百万光年的空间。它们由大量暗物质聚集所维系，而暗物质正是构筑宇宙更大尺度结构的基础。

科学家观测到的在空间和时间上相对靠近我们的星系团，是已经成熟的结构，它们由所谓的原星系团演化而来。这些原星系团是巨大的、松散束缚的星系集合体，正处于相互并合的过程中，但尚未稳定形成一个成熟的星系团。通过研究宇宙早期形成的遥远原星系团，科学家可以了解现代星系团是如何随时间逐步形成和演化的。

回溯原星系团的历史

通过这个项目，我们希望能够了解宇宙中巨大结构的形成过程，以及它们如何影响其中星系的演化。我们还希望更清楚地了解这些原星团与更大范围的宇宙网状结构之间的联系。

他们的研究使用了来自ODIN调查的数据。该调查使用了由DOE制造的暗能量相机（DECam）。此相机安装在智利CerroTololo美洲际天文台（CTIO）的NSFVíctorM。Blanco4米望远镜上，这是NSFNOIRLab的一个项目。凭借其广阔的视野和570百万像素的分辨率，DECam在过去几年里花费了超过100晚的时间，捕捉到了南半球天空的大片深邃图像。

绘制一个遥远的原初超星系团

Intotal，theteamidentified150distantprotoclustersthatformedwhentheuniversewasabout1–3billionyearsold。Theynarrowedtheirfocustotwoclustersthatshowedastrikingoverdensityofgalaxies，dubbedCOSMOSz3。1AandCOSMOSz3。1C。TheODINsurveyprovidedthe2Dcoordinatesofthesestructures’locationsinthesky。However，togetatruesenseoftheirgalaxydistributionandhowtheyfitintothelargescalecosmicweb，scientistsneeda3Dperspective。

为了在三维空间中绘制这些结构，拉马克里斯南与另外两名研究生别永浩（KASI）和尼科尔费尔斯通（罗格斯大学）一起进行了后续观测，他们使用了一套称为光谱仪的仪器。光谱仪不像拍摄天空的二维图像那样工作，而是利用光的特性来测量物体的距离，使科学家能够确定其在三维空间中的位置。

暗能量光谱仪（DESI）是一种强大的多目标光谱仪，可以同时测量5000个不同星系的距离。研究人员在本研究中主要使用了DESI获取光谱。

此外，该团队还使用位于智利的Gemini南天文台上的Gemini多目标分光仪（GMOS）获取了更多的光谱数据。他们还使用了位于夏威夷毛纳基山上的凯克II望远镜上的DEIMOS深成像多目标分光仪。

预测星系的演化

本研究是首批生成多个遥远原星系团详细三维地图的研究之一。这些地图使研究团队能够预测COSMOSz3。1A和COSMOSz3。1C未来将演化为何种类型的星系团。结果表明，二者最终都将演化为比本地宇宙中已知质量最大的星系团——后发星系团——更为巨大的星系团。

Cosmosz3。1A是一种非常罕见的天体，比protoclusters更rare，而protoclusters已经非常罕见了。它是protosuperclusters的先驱，即群的群type的天体。当宇宙只有2。1亿年old时，我们看到它，这是everfound的protosupercluster。它mass5，000timesthatoftheMilkyWaygalaxy。 Ramakrishnan说： translatedintoChinese Cosmosz3。1A是一种非常罕见的天体，比protoclusters更rare，而protoclusters已经非常罕见了。它是protosuperclusters的先驱，即群的群type的天体。当宇宙只有2。1亿年old时，我们看到它，这是everfound的protosupercluster。它mass5，000timesthatoftheMilkyWaygalaxy。 Note这段text中不包含任何过时的日期，且没有出现任何政治敏感的句子。如果出现任何广告，可以将其直接替换为这5个字。其他部分直接即可。

COSMOSz3。1A代表宇宙中密度最高、最极端的区域。我们推测，这类天体在每万个星系团中也难以找到一个。

遥远的原初超星系团看起来像什么？

从其详尽的三维地图中，研究团队得出结论：这些古老的原星系团结构非常不均匀且形态不规则，并位于多条宇宙网丝状结构的交汇处。这是科学家首次在遥远宇宙中直接观测到此类特征。观测结果与科学家对宇宙中物质分布方式的理论预期相一致。

当前模型表明，结构形成以自下而上的方式发展。例如，较小的结构会首先形成，随后相互合并，逐渐演化成更大的结构。在三维地图中观察到的团块状子结构，很可能是这种自下而上增长过程的证据。这些团块将在原星系团演化过程中发生坍缩并融合，最终形成类似现今宇宙中我们所见的星系团，其形态更为圆润。拉马克里斯南表示：

本文提出的三维重建方法将成为这些工作的重要组成部分，使我们能够清晰区分原星系团的核心与外围区域，以及向其输送物质的宇宙丝状结构。

该团队期待未来十年借助鲁宾天文台的时空遗产巡天（LSST）取得更多科学发现。

通过每隔数晚对整个南天球进行成像，鲁宾天文台将产出海量观测数据，与ODIN望远镜对重叠天区开展的深度成像数据相互补充。二者协同将构建起涵盖近邻宇宙与遥远宇宙的深度观测视图，助力科学家研究星系团在宇宙时间尺度上的演化历程。

更深入的观察

该图片展示了一个名为COSMOSz3。1A的新发现星系原超星系团的三维模型。原超星系团是由多个星系组成的松散集合，未来将演化为稳定的星系团之团。该结构在宇宙诞生仅21亿年时被观测到，是迄今为止发现的最早、最遥远的原超星系团，其质量约为银河系的5000倍。图片由NOIRLab制作。

天文学家发现了迄今最遥远的原超星系团，这是宇宙早期在宇宙网结构交汇处形成的一组星系。

表征红移z3。1处两个原星系团复合体的三维结构

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