COSMOS-Web宇宙网络图的截面示意图，呈现跨越近140亿年宇宙史的星系分布。图片来源：加州大学河滨分校

利用美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），科学家绘制出迄今最详细的宇宙网络图。宇宙网络是连接宇宙所有星系的巨型结构。由美国加州大学河滨分校科研团队主持的这项研究，将这张庞大网络的形成时间追溯至宇宙诞生约10亿年。相关研究成果近日发表于《天体物理学杂志》。

宇宙网络是宇宙中如同骨架般的庞大架构，由暗物质与气体构成的纤维状、片状结构交织而成，它们环绕着大片空洞般的宇宙区域。这些结构共同构成宇宙的大尺度结构，跨越遥远距离将星系和星系团连接起来。

科研人员依托JWST迄今规模最大的巡天观测计划COSMOS-Web，研究了137亿年的宇宙演化史中，星系在宇宙网络内的分布规律。

自2021年发射以来，JWST极大拓展了人类观测遥远深空的能力。其高灵敏度红外探测设备，能够捕捉到此前望远镜无法观测的暗淡星系，帮助天文学家穿透厚重的宇宙尘埃云，追溯更久远的宇宙起源。

为充分发挥JWST的观测优势，国际科研团队发起COSMOS-Web项目，这也是该望远镜目前最大的“通用观测者”（GO）项目。GO项目是科研人员申请JWST观测时长的主要渠道。

此次观测覆盖了一片面积约等于3个满月的连续天区，专门用于绘制宇宙网络。

“JWST彻底颠覆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。”加州大学河滨分校与卡内基天文台研究生、论文第一作者Hossein Hatamnia说，“我们首次能够研究星系团与纤维状结构中的星系的演化历程，从宇宙诞生10亿年一直追溯到邻近宇宙。”邻近宇宙指距离地球约10亿光年内的宇宙空间。

加州大学河滨分校物理与天文学教授、Hatamnia的导师Bahram Mobasher指出，基于JWST的新宇宙网络图的信息量远超哈勃空间望远镜对同一片天区的观测结果。

“深度和分辨率的大幅提升意义重大。我们现在能够看到宇宙只有几亿年时的宇宙网络，而在此之前，这是望远镜无法观测到的。”Mobasher说，过去看似单一的宇宙结构，如今可拆解为许多部分；曾经被模糊处理掉的细节，如今也清晰可见了。

Hatamnia表示，这套高清图是JWST两大优势共同作用的结果。“该望远镜能在同一片天区捕捉到更多暗淡星系，同时能测算这些星系的距离。因此，每个星系都能精准定位到对应的宇宙演化时段，从而大幅提升图像分辨率。”

为了延续COSMOS项目开放科学的传统，科研团队已将这套宇宙大尺度结构图公开发布。“包含16.4万个星系及其宇宙密度的数据集，以及展示宇宙网络数十亿年演化过程的视频，均已对外发布。”Mobasher说。

（中国科学报）