詹姆斯·韦伯望远镜揭示了前所未见的包含 164,000 个星系的宇宙结构

詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 绘制了迄今为止最清晰的宇宙网地图，宇宙网是连接整个宇宙星系的巨大网络。 COSMOS-Web 调查是该仪器迄今为止最大的综合观测项目，分析了超过 164,000 个星系，其历史几乎可以追溯到宇宙的婴儿期，显示了宇宙诞生仅 10 亿年时的结构。该研究发表在《天体物理学杂志》上，有来自十个国家的专家参与。

詹姆斯韦伯太空望远镜的敏感红外仪器可以探测到以前的望远镜看不见的微弱星系，并穿透稠密的宇宙尘埃云。自 2021 年启动以来，该天文台极大地扩展了天文学家研究遥远宇宙的能力。加州大学河滨分校的研究人员与来自美国、丹麦、智利、法国、芬兰、瑞士、日本、中国、德国和意大利的合作者进行了这项调查。

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未发表的宇宙结构细节

宇宙网形成了一个类似骨架的结构，由围绕着巨大空隙的暗物质和气体的细丝和层组成。 COSMOS-Web 调查覆盖的天空区域大致相当于三个满月，专门用于揭示整个宇宙历史中的物质分布。加州大学河滨分校 (UCR) 物理学和天文学教授巴赫拉姆·莫巴舍 (Bahram Mobasher) 强调了所取得的进展：之前的哈勃观测混淆了许多结构，现在它们看起来像是多个不同的细丝。

“深度和分辨率的飞跃确实意义重大。我们现在可以在宇宙只有几亿年的时候看到宇宙网，这是在 JWST 之前基本上无法实现的时代，”莫巴舍尔解释道。以前看似单一的结构现在呈现出多层结构，其中的细节对于以前的仪器来说仍然是隐藏的。

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该研究的主要作者 Hossein Hatamnia 解释说，JWST 可以在时间和空间上精确定位星系。这种能力产生的宇宙网图像比之前的调查获得的图像要清晰得多。编目数据记录了簇和细丝在数十亿年的时间里如何演化。

仪器的技术能力

詹姆斯·韦伯望远镜以其在红外范围内的灵敏度而著称，允许穿过宇宙尘埃进行观测。这一功能有助于探索比以前更遥远的宇宙区域。该仪器的传感器捕获经过数十亿年到达地球轨道的光。

COSMOS-Web 巡天绘制的区域明显大于之前对同一天空区域的研究。广泛的覆盖范围使天文学家能够以前所未有的精度追踪银河分布模式：

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• 16.4万个星系详细分析
• 绘制自早期宇宙以来宇宙网的细丝图
• 渗透到以前看不见的密集灰尘区域
• 时空精准三维定位
• 识别以前被认为是独特的区域中的多个结构

对现代天文学的影响

COSMOS-Web 调查代表了当代天文学观测能力的一个里程碑。该项目期间开发的分析技术使得识别那些在宇宙非常年轻时发出光的星系成为可能。研究人员现在可以清晰地绘制出宇宙的基本结构，这改变了以前的理解。

詹姆斯韦伯太空望远镜获得的数据表明，宇宙结构比之前的观测结果更为复杂。参与该项目的国际合作伙伴获取有关大爆炸后最初十亿年物质如何分布的信息。该研究为星系演化和大尺度结构形成的理论模型提供参考。

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所做的观测还证明了詹姆斯·韦伯望远镜对未来宇宙学研究的战略重要性。该仪器仍保持运行并为新的调查进行编程，这将进一步扩展有关原始宇宙的知识。制作 COSMOS-Web 的国际合作凸显了大型科学项目如何需要全球分布的资源和专业知识来实现​​其目标。