北京
宇宙有一张看不见的骨架。
天文学家刚刚用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST，以下简称"韦伯"）画出了这张骨架迄今最清晰的地图——它叫"宇宙网"，是连接全宇宙星系的巨大网络结构。加州大学河滨分校的研究团队把这张地图追溯到了宇宙只有10亿岁的时候，接近宇宙黎明。
宇宙网是什么？你可以把它想象成宇宙的钢筋骨架。它由暗物质和气体的巨大丝状结构、片状结构组成，包裹着几乎空无一物的巨大空洞区域。这些结构共同构成了宇宙的大尺度建筑，在遥远距离上连接着星系和星系团。
这项研究发表在《天体物理学杂志》上，依托的是韦伯迄今最大的巡天项目——COSMOS-Web。科学家用这个巡天项目研究星系如何在互联网络中形成和演化，跨越137亿年的宇宙历史。
韦伯2021年发射以来，凭借卓越的灵敏度和成像清晰度改变了天文学。它的红外仪器能探测到早期望远镜无法观测的微弱遥远星系，让科学家能看得更远、穿透宇宙尘埃云。
为充分利用这些能力，国际团队开发了COSMOS-Web——这是韦伯"普通观测者"（GO）项目中规模最大的一个。GO项目是天文学家获取望远镜观测时间的主要机制。该巡天覆盖的连续天区面积大约相当于三个满月，专门为绘制宇宙网而设计。
"韦伯彻底改变了我们对宇宙的看法，而COSMOS-Web从一开始就被设计成能给我们提供宽广、深入的视野，让我们看到宇宙网，"加州大学河滨分校兼卡内基天文台研究生、论文第一作者侯赛因·哈塔姆尼亚说，"这是第一次，我们能研究星系在星系团和丝状结构中的演化，从宇宙10亿岁一直到现在附近的宇宙。"
附近的宇宙指的是距离地球约10亿光年以内的区域。一光年约等于5.88万亿英里，是光在一年中传播的距离。
加州大学河滨分校物理学与天文学杰出教授、哈塔姆尼亚的导师巴赫拉姆·莫巴舍尔表示，新的韦伯数据提供了比哈勃太空望远镜先前观测详细得多的大尺度宇宙结构视图。将两个数据集并排比较，会发现许多曾经模糊在一起的结构现在可以清晰分离，并以更精细的细节加以研究。
"深度和分辨率的提升确实非常显著，"莫巴舍尔说。
研究团队发现，早期宇宙中的星系比预期更强烈地聚集在宇宙网的密集节点和丝状结构中。这些区域的气体富集程度也高于宇宙平均，为星系形成提供了更多原材料。
地图还揭示了一些此前未被识别的星系团候选体，其中一些可能正在形成过程中。这些发现为理解暗物质如何塑造宇宙结构提供了新线索。
哈塔姆尼亚指出，团队下一步将分析这些星系团内部星系的性质，比较它们与宇宙网其他区域星系的差异。这将帮助回答一个关键问题：环境如何影响星系演化？
宇宙网地图的绘制依赖于一种称为"弱引力透镜"的技术。背景星系的图像被前景暗物质轻微扭曲，这种扭曲虽然微小，但可以被统计测量。韦伯的红外观测能力使科学家能探测到更遥远的背景星系，从而绘制出更深层的暗物质分布。
COSMOS-Web巡天在2023年至2024年间完成，总观测时间约255小时。数据已向全球天文学家公开，预计还将产生更多关于早期宇宙的研究成果。
韦伯的设计寿命为10年，目前运行状态良好。NASA表示，如果燃料允许，望远镜可能延续工作至2030年代。在此期间，宇宙网的更多细节有望被逐一揭开。
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