美國國家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)再次刷新人類對宇宙的認知邊界——由加州大學河濱分校主導的國際科研團隊,通過其迄今規模最大的巡天觀測計劃"COSMOS-Web",成功繪制出分辨率最高的宇宙網絡圖。這項發表于《天體物理學雜志》的研究,首次將宇宙巨型結構的形成時間定位至大爆炸后約10億年,為探索星系演化提供了全新視角。
宇宙網絡作為連接星系與星系團的"骨架",由暗物質與氣體構成的纖維狀結構交織而成,其間分布著廣袤的空洞區域。研究團隊通過分析JWST捕捉的137億年宇宙演化數據,發現這些纖維結構并非靜態存在,而是隨著時間推移不斷重組,其內部星系的分布規律與宇宙早期環境密切相關。項目負責人Bahram Mobasher教授強調:"新觀測結果的信息密度是哈勃望遠鏡的數倍,過去模糊的單一結構如今被分解為多個組成部分,細節清晰度實現質的飛躍。"
自2021年發射以來,JWST憑借其高靈敏度紅外探測設備,突破了傳統光學望遠鏡的觀測極限。研究團隊特別設計的觀測方案覆蓋了相當于3個滿月面積的連續天區,通過捕捉暗淡星系的紅外信號,成功穿透宇宙塵埃云的遮擋。論文第一作者Hossein Hatamnia指出:"望遠鏡的雙重優勢——同時捕捉更多暗弱天體并精確測定其距離,使每個星系都能對應到特定的宇宙演化階段,這是提升圖像分辨率的關鍵。"
該研究揭示的宇宙網絡演化軌跡顯示,在宇宙誕生10億年至鄰近宇宙(約10億光年內)的漫長歲月中,星系團與纖維結構中的星系經歷了截然不同的演化路徑。科研團隊特別制作的動態視頻,直觀呈現了數十億年間宇宙大尺度結構的動態重組過程。為推動開放科學,16.4萬個星系的位置數據及密度分布圖已向全球公開,為后續研究提供了重要基準。
這項突破性成果不僅驗證了暗物質主導宇宙結構形成的理論模型,更為理解星系如何從早期宇宙的密度波動中誕生提供了關鍵證據。隨著JWST持續積累觀測數據,科學家有望進一步揭開宇宙網絡中暗物質與普通物質的相互作用機制,重構更精確的宇宙演化圖景。








