天文學家：探測到一種跨越整個宇宙的神秘震蕩波，極不尋常

天文學家近日首次在[[大尺度]]宇宙中探測到一種神秘的震蕩波。這種震蕩波能夠沿著宇宙蛛網結構中由星系、氣體和暗物質組成的細長纖維傳播。

宇宙蛛網產生的震蕩波在穿越磁場（青色）的過程中，會沿著纖維狀結構和星系團，在射電波段上發出微光（粉色）。此為模擬圖。F. Vazza / D. Wittor / J. West
研究人員在由數十萬台射電望遠鏡提供的數據中，發現了由震蕩波驅動的帶電粒子，在宇宙蛛網磁場中推進時產生的微弱輝光。此前這種震蕩波只存在于理論和模擬中。而這一發現還讓天文學家對[[大尺度]]磁場的特性和起源有了更好認識。
在最大的尺度上，宇宙的結構就像一張3D的巨大蜘蛛網。宇宙中的星系并不是均勻分布的，而是會聚集成巨大的星系團。這些星系團又被許多細絲狀的纖維連接在一起。纖維的主要成分是稀薄的氣體，也包括較少的星系和神秘的暗物質，纖維之間則隔著大片相對而言什麼都沒有的虛空。

在引力的作用下，星系團之間會發生合并，纖維之間會發生碰撞。虛空中殘留的氣體會被星系團和纖維汲取。而這一系列活動會在宇宙纖維內外持續地引發巨大的震蕩。
宇宙纖維所含物質總量占宇宙蛛網結構的大部分，然而它們昏暗稀薄，和明亮的星系比起來要難以捉摸得多。此前科學家曾經在星系團周圍觀測到震蕩波，但宇宙纖維產生的震蕩波卻從來沒有見到過，盡管理論上它們一定存在。
宇宙纖維產生的震蕩波在通過遍及整個蛛網結構的磁場時，會加速帶電粒子。粒子被加速時會射電波段上產生微光。

這種微光極弱，單條纖維震蕩產生的微光很難被看到，最多像是某種干擾。因此研究人員將60多萬對以纖維連接的相鄰星系團射電影像疊加在一起。信號被放大后，人們終于看到了連接星系團的纖維狀結構在射電波段上發出的昏暗輝光。
這是一種高度偏振光，意為這些射電波都在朝著某個特定的方向振動。高度的偏振光在自然界中是極不尋常的，它們是震蕩波確實存在的一個極好證明。
這一發現實際上已經超越了證明宇宙蛛網能夠產生震蕩波本身，偏振射電光的存在還間接地向我們展示了存在于宇宙蛛網間的磁場。

宇宙蛛網產生的震蕩波在穿越磁場（青色）的過程中，會沿著纖維狀結構和星系團，在射電波段上發出微光（粉色）。大圖為模擬圖。小圖展示了將大量由纖維連接的相鄰星系團射電影像疊加在一起后可能得到的畫面。小圖黃色區域的溫度密度最高，紫色和黑色區域的溫度密度最低。F. Vazza / D. Wittor / J. West
宇宙蛛網磁場的成因是個謎，這些磁場在宇宙蛛網形成過程中所起的作用同樣是個謎。電磁力是自然界的四大基本作用力之一，但它在如此巨大的尺度上又扮演著什麼樣的角色呢？


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