据美国宇航局：星系不是随机散布在宇宙中的。它们不仅聚集成簇，还聚集成巨大的相互连接的丝状结构，中间有巨大的空洞。这个“宇宙网”开始很脆弱，随着时间的推移，随着重力将物质聚集在一起，它变得越来越清晰。
天文学家使用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了10个星系的线状排列，这些星系在大爆炸后仅存在8.3亿年。这个300万光年长的结构由一个发光的类星体锚定——一个核心有一个活跃的超大质量黑洞的星系。该小组认为，细丝最终将演变成一个巨大的星系团，就像附近宇宙中著名的彗发星系团一样。
一张深视场图像，许多彩色星系和六芒星散落在深邃的黑色空间。散布在中央和左下角的白色小圆圈标记了10个星系，它们在宇宙大爆炸后仅仅存在了8.3亿年。这张由韦伯的NIRCam(近红外照相机)拍摄的深空星系图显示了10个遥远星系的排列，这些星系由八个白色圆圈标记成一条对角线状的线。(其中两个圆圈包含不止一个星系。)这条300万光年长的细丝被一个非常遥远而明亮的类星体锚定——这是一个核心有一个活跃的超大质量黑洞的星系。该类星体名为J0305-3150，出现在图像右侧三个圆圈的中间。它的亮度超过了它的宿主星系。这10个被标记的星系在大爆炸后仅仅8.3亿年就存在了。该小组认为，细丝最终将演变成一个巨大的星系团。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、王(亚利桑那大学)和Joseph DePasquale(STScI)
“我对这种细丝的长度和宽度感到惊讶，”图森市亚利桑那大学的研究小组成员范晓辉说。“我本指望能找到点什么，但没想到这么长，明显很细的结构。”
“这是人们发现的与遥远类星体相关的最早的丝状结构之一，”图森亚利桑那大学的格非·王补充说，他是该项目的首席研究员。
这一发现来自ASPIRE项目(对再电离时代有偏见的晕进行光谱调查)，其主要目标是研究最早期黑洞的宇宙环境。总的来说，该计划将观察大爆炸后第一个十亿年内存在的25个类星体，这一时期被称为再电离时代。
“过去20年的宇宙学研究让我们对宇宙网如何形成和演化有了充分的了解。ASPIRE旨在了解如何将最早的大质量黑洞的出现纳入我们当前的宇宙结构形成故事中，”加州大学圣巴巴拉分校的团队成员Joseph Hennawi解释道。
黑色空间中有许多彩色星系和恒星的深视场图像。顶部的文字写着“詹姆斯·韦伯太空望远镜:ASPIRE J0305-3150”。底部的文字写着“NIRCAM滤镜F115W、F200W、F356W”。这张指南针图像显示了由Webb的NIRCam(近红外照相机)为ASPIRE计划拍摄的深星系场。该区域包括一个类星体，名为J0305-3150，其亮度超过其主星系。右下角是指南针箭头，指示图像在天空的方向。图像下方是一个颜色键，显示哪些NIRCam滤镜用于创建图像，以及哪个可见光颜色分配给每个滤镜。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、王(亚利桑那大学)和Joseph DePasquale(STScI)
成长中的怪物
这项研究的另一部分是调查年轻宇宙中八个类星体的性质。该团队证实，他们的中央黑洞存在于大爆炸后不到10亿年，质量范围为我们太阳质量的6亿至20亿倍。天文学家继续寻找证据来解释这些黑洞是如何如此快速地变大的。
“要在如此短的时间内形成这些超大质量黑洞，必须满足两个标准。首先，你需要从一个巨大的“种子”黑洞开始成长。第二，即使这颗种子开始时的质量相当于一千个太阳，它仍然需要在其整个生命周期中以最大可能的速度吸积一百万倍以上的物质，”王解释说。
“这些前所未有的观察为黑洞是如何形成的提供了重要线索。我们已经了解到这些黑洞位于大质量年轻星系中，这些星系为它们的增长提供了燃料，”亚利桑那大学的Jinyi Yang说，他是ASPIRE黑洞研究的领导者。
韦伯还提供了迄今为止最好的证据，证明早期超大质量黑洞可能会调节星系中恒星的形成。当超大质量黑洞吸积物质时，它们也能产生大量的物质外流。这些风可以在银河系范围内远远超出黑洞本身，并对恒星的形成产生重大影响。
“来自黑洞的强风可以抑制宿主星系中恒星的形成。这种风在附近的宇宙中已经被观察到，但在再电离时期从未被直接观察到，”杨说。“风的规模与类星体的结构有关。在韦伯的观察中，我们看到这种风存在于早期宇宙中。”
这些结果发表在6月29日的《天体物理学杂志快报》的两篇论文中。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系的谜团，探索其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和CSA(加拿大航天局)领导的一项国际计划。
媒体联系人:
劳拉·贝兹马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心。laura.e.betz@nasa.gov
安·詹金斯/克里斯汀·普廉姆马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所。jenkins@stsci.edu/cpulliam@stsci.edu
