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科学家基于韦布空间望远镜JWST绘出迄今最清晰宇宙蛛网图
2026年05月14日 16:29:27
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：1373
相关研究成果Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey于近日发表于《天体物理学杂志》。
近日，美国加州大学河滨分校科研团队表示，利用美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯韦布空间望远镜(JWST)，科学家绘制出迄今细节最丰富的宇宙蛛网图，将这张庞大宇宙网络形成时间追溯至宇宙诞生约10亿年时期。
相关研究成果Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey于近日发表于《天体物理学杂志》。
JWST是NASA、欧洲航天局(ESA)和加拿大国家航天局(CSA)联合研发的红外空间望远镜，被视为哈勃空间望远镜的正式继任者。JWST的工作波段覆盖0.6至28微米，横跨近红外到中红外区间，而哈勃望远镜最高仅能观测1.6微米以下的近红外波段。这一覆盖范围的扩展意味着JWST能够捕捉到哈勃无法触及的宇宙极早期信号，同时JWST主反射镜由18块六边形镀金铍镜拼接而成，口径达6.5米，集光面积为哈勃望远镜的5倍以上。更大的镜面意味着能够接收到更多来自暗淡天体的微弱光子，灵敏度大幅提升。这两方面的综合优势使JWST成为观测宇宙“黎明时期”的理想工具。
宇宙蛛网，科学界更常称为“宇宙大尺度结构”，是宇宙中星系、星系团等物质在亿光年尺度上呈现的宏观分布形态。它并非无序的随机分布，而是呈现出一种高度组织化的三维网络结构。
宇宙蛛网的起源可以追溯到宇宙大爆炸之后极早期的微小密度涨落。在漫长的时间进程中，引力将这些微小的密度差异不断放大，物质逐步聚集，最终演化出今天观测到的丝状网络结构。理解宇宙蛛网的形成与演化，对于揭示暗物质、暗能量的本质以及星系如何在不同的宇宙环境中诞生和成长，都具有根本性的科学意义。
由加州大学河滨分校与卡内基天文台研究生Hossein Hatamnia领导的研究团队，利用加权核密度估计方法，将超过16万个星系的测光红移数据进行了精确分析，重构了跨越近137亿年宇宙历史的大尺度结构演化图景。这一研究将人类对宇宙网络的追溯边界推进到了宇宙诞生后约10亿年(红移z≈7)，首次系统揭示了星系在宇宙网中的分布规律从极早期到邻近宇宙的完整演化轨迹。
该研究首次清晰地揭示了宇宙网中的“环境效应”如何驱动星系的演化。研究团队发现，宇宙中的大尺度密度环境在星系成长过程中扮演了至关重要的角色：在宇宙极早期，位于纤维节点、密度极高的区域孕育出了最早一批大质量星系(即星系团前身的“原星系团”)；随着宇宙不断膨胀和演化，环境效应对低质量星系恒星形成的抑制作用愈发显著。研究第一作者Hatamnia总结道：“我们第一次能够研究星系在星团和纤维结构中、跨越整个宇宙时间的演化——从宇宙只有10亿岁时一直到现在邻近的宇宙。JWST彻底改变了我们对宇宙的认知，而COSMOS-Web项目从立项之初就为我们提供了大范围、大深度的观测视野。”
研究团队已经将这批包含16.4万个星系的星表、宇宙密度数据以及展示宇宙蛛网数十亿年演化历程的视频面向全球公开发布，延续了COSMOS项目一向秉持的开放科学传统。这一宝贵的数据资产将在未来若干年内持续为全球天文学家提供研究资源，推动人类对宇宙演化历史的认知不断迈向新的高度。
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