图 1：遥远宇宙的宇宙学模拟。 该图像显示了宇宙网中氢原子在大约 15 万光年宽的区域中发出的光。 除了来自星系间气体的非常微弱的发射外，还可以看到许多点源：这些是正在形成它们的第一颗恒星的星系。 图片来源：Jeremy Blaizot / projet SPHINX
- 在宇宙中，星系沿着极其微细的气体细丝分布，长达数百万光年，被空隙隔开，形成了宇宙网。
- MUSE 仪器上 超大望远镜 捕捉到了早期宇宙中几根细丝的图像……
- ……揭示了细丝中意外存在的数十亿个矮星系
虽然宇宙学模型早就预测了星系诞生的气体细丝，但到目前为止，我们还没有这些物体的真实图像。 现在第一次使用 MUSE 直接观察到“宇宙网”的几条细丝[1] 仪器安装在 ESO智利的超大望远镜。 这些对早期宇宙的观测，在宇宙诞生 1 到 2 亿年后 Big Bang，指出存在许多迄今为止未被怀疑的矮星系。 由里昂天体物理学研究中心 (CNRS/Université Lyon 1/ENS de Lyon) 牵头的国际合作开展，拉格朗日实验室 (CNRS/Université Côte d'Azur/Observatoire de la Côte d'Azur) 也参与其中，[2] 该研究发表在期刊上 天文学与天体物理学s.
图 2：MUSE 观测到的宇宙“锥形”中的 2250 个星系根据宇宙的年龄（以数十亿年为单位）显示。 本研究探索的早期宇宙时期（大爆炸后 0.8 至 2.2 亿年）以红色显示。 22 个星系密度过大的区域用灰色矩形表示。 最显着地识别出细丝的 5 个区域以蓝色显示。 学分：罗兰培根/大卫玛丽
形成星系的氢气丝状结构，被称为宇宙网，是大爆炸模型和星系形成的主要预测之一 [图 1]。 到目前为止，关于网络的所有信息都仅限于几个特定区域，特别是在类星体方向，其强大的辐射就像汽车前灯一样，沿着视线显示气体云。 然而，这些区域很难代表包括我们自己在内的大多数星系诞生的整个细丝网络。 直接观察构成细丝的气体发出的微弱光是一个圣杯，现在由法国国家科学研究中心研究员罗兰·培根领导的一个国际团队实现了这一目标。 里昂天体物理学研究中心 （CNRS/里昂大学 1/ENS de Lyon）。
图 3：MUSE 在哈勃超深场发现的一根氢细丝（蓝色）。 它位于天顶座，距离 11.5 亿光年，横跨 15 万光年。 背景中的图像来自哈勃。 图片来源：Roland Bacon、David Mary、ESO 和 NASA
该团队迈出了大胆的一步，将配备 MUSE 仪器的 ESO 超大望远镜与望远镜的自适应光学系统相结合，在天空的一个区域持续了 140 多个小时。 这两种仪器共同构成了世界上最强大的系统之一。[3] 所选区域构成哈勃超深场的一部分，这是迄今为止获得的最深宇宙图像。 然而，现在已经超越了哈勃，因为 MUSE 发现的 40% 的星系在哈勃图像中没有对应物。
图 4：由数十万个小星系组成的细丝的宇宙学模拟。 左边的图像显示了所有星系产生的排放，因为它可能在现场观察到。 右边的图像显示了 MUSE 看到的灯丝。 即使曝光时间很长，也无法单独检测到绝大多数星系。 然而，所有这些小星系的光都被检测为漫反射背景，就像用肉眼看到的银河系一样。 学分：Thibault Garel 和 Roland Bacon
经过精心策划，这次非凡的观测活动历时八个月。 随后是一年的数据处理和分析，首次揭示了来自氢灯丝的光，以及大爆炸后一到二十亿年的几条灯丝的图像，这是了解大爆炸如何发生的关键时期由宇宙网中的气体形成的星系[图 2 和图 3]。 然而，该团队最大的惊喜是当模拟显示来自气体的光来自迄今为止不可见的由数十亿个矮星系组成的群体，这些矮星系产生了大量的恒星 [图 4]。[4] 尽管这些星系太微弱，无法用目前的仪器单独探测到，但它们的存在将对星系形成模型产生重大影响，而科学家们才刚刚开始探索这些影响。
- MUSE 代表 Multi Unit Spectroscope Explorer，是一款旨在探索遥远宇宙的 3D 光谱仪。 该仪器的建造由里昂天体物理学研究中心（CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1/ENS de Lyon）领导。
- 其他涉及的法国实验室：Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université/CNES)、Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier/CNES)。
- 参见 ESO 新闻稿。
- 到目前为止，理论预测光来自漫射的宇宙紫外线背景辐射（所有星系和恒星产生的非常微弱的背景辐射），通过加热灯丝中的气体，使它们发光。
参考：R. Bacon, D. Mary, T. Garel, J. Blaizot, M. Maseda, J. Schaye, L. Wisotzki, S. Conseil 的“The MUSE Extremely Deep Field: The cosmic web inemitting at high redshift” , J. Brinchmann, F. Leclercq, V. Abril-Melgarejo, L. Boogaard, NF Bouché, T. Contini, A. Feltre, B. Guiderdoni, C. Herenz, W. Kollatschny, H. Kusakabe, J. Matthee, L. Michel-Dansac、T. Nanayakkara、J. Richard、M. Roth、KB Schmidt、M. Steinmetz、L. Tresse、T. Urrutia、A. Verhamme、PM Weilbacher、J. Zabl 和 SL Zoutendijk，18 年 2021 月 XNUMX 日, 天文学与天体物理学.
DOI：10.1051 / 0004-6361 / 202039887
