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银河系附近发现由超星系团所组成的巨大气泡状结构

发布单位:台北市立天文科学教育馆

最近天文学家们在银河系附近的宇宙空间中,发现一个由数个超星系团,与部分宇宙网结构所组成的气泡状结构,直径约10亿光年,气泡中心距离银河系约8.2亿光年,此项发现对于宇宙学中推测宇宙膨胀的速率,具有非常重要的意义。

由数个超星系团和宇宙巨墙的一部分所组成,名为Ho’ oleilana的巨大气泡结构,是综合了宇宙流-4(Cosmicflows-4)和史隆数位巡天计划(Sloan Digital Sky surveys)的观测数据分析后发现的。气泡直径约为10亿光年,中心距银河系约8.2亿光年。由图解中显示,以气泡的大小来说,距离银河系算是很近的。图照来源:SCI News。
图说:由数个超星系团和宇宙巨墙的一部分所组成,名为Ho’ oleilana的巨大气泡结构,是综合了宇宙流-4(Cosmicflows-4)和史隆数位巡天计划(Sloan Digital Sky surveys)的观测数据分析后发现的。气泡直径约为10亿光年,中心距银河系约8.2亿光年。由图解中显示,以气泡的大小来说,距离银河系算是很近的。图片来源:SCI News

根据宇宙膨胀的理论模型,在宇宙诞生之后到约40万年的时间中,整个宇宙充满了由基本粒子所组成的高温与高密度电浆。在此时期,电子和氢、少数的氦原子核都混杂在电浆之中。若电浆中产生了密度的些微不平均,会导致重力场同步形成些微的不平均。而在密度差异所产生的重力,与电浆的压力相互平衡推挤下,将在电浆中产生疏密波,并以声波的形式在电浆中传递,此理论称为重子声学震荡(Baryon Acoustic Oscillations,简称BAO)。这种声学密度波的波前,在宇宙中的原子核将电子捕获,形成氢、氦原子的瞬间,被固定下来。之后,在这些密度较高的区域,逐渐演化形成了遍布宇宙,由星系团所组成的大气泡状结构。根据在宇宙膨胀模型在电浆中所传播的声速推测,密度波能够传递的距离约为5亿光年。

而目前所观测到,这个距离银河系不算太远,由星系团所形成的典型宇宙中大气泡结构,就是约130亿年前宇宙形成后所遗留下来的。由于此结构过于巨大,且距离我们较近,以至于超过天文学家们分析宇宙大结构的观测范围,而忽略了它的存在。根据观测分析的数据结果显示,此气泡结构比科学家所推测的还要大,所以宇宙膨胀的速度有可能比现在预估的还要快。因此,天文学家们认为,目前的宇宙膨胀模型,或许需要重新检视一下了。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

资料来源:SCI News

论文链接:Astrophysical Journal