天文学家探测到一种跨越整个宇宙的神秘震荡波，极不寻常

　　这种震荡波能沿着宇宙蛛网中的纤维状结构传播。
　　宇宙蛛网产生的震荡波在穿越磁场（青色）的过程中，会沿着纤维状结构和星系团，在射电波段上发出微光（粉色）。此为模拟图。 F. Vazza / D. Wittor / J. West
　　天文学家近日首次在大尺度宇宙中探测到一种神秘的震荡波。这种震荡波能够沿着宇宙蛛网结构中由星系、气体和暗物质组成的细长纤维传播。
　　研究人员在由数十万台射电望远镜提供的数据中，发现了由震荡波驱动的带电粒子，在宇宙蛛网磁场中推进时产生的微弱辉光。此前这种震荡波只存在于理论和模拟中。而这一发现还让天文学家对大尺度磁场的特性和起源有了更好认识。
　　在最大的尺度上，宇宙的结构就像一张3D的巨大蜘蛛网。宇宙中的星系并不是均匀分布的，而是会聚集成巨大的星系团。这些星系团又被许多细丝状的纤维连接在一起。纤维的主要成分是稀薄的气体，也包括较少的星系和神秘的暗物质，纤维之间则隔着大片相对而言什么都没有的虚空。
　　在引力的作用下，星系团之间会发生合并，纤维之间会发生碰撞。虚空中残留的气体会被星系团和纤维汲取。而这一系列活动会在宇宙纤维内外持续地引发巨大的震荡。
　　宇宙纤维所含物质总量占宇宙蛛网结构的大部分，然而它们昏暗稀薄，和明亮的星系比起来要难以捉摸得多。此前科学家曾经在星系团周围观测到震荡波，但宇宙纤维产生的震荡波却从来没有见到过，尽管理论上它们一定存在。
　　宇宙纤维产生的震荡波在通过遍及整个蛛网结构的磁场时，会加速带电粒子。粒子被加速时会射电波段上产生微光。
　　这种微光极弱，单条纤维震荡产生的微光很难被看到，最多像是某种干扰。因此研究人员将60多万对以纤维连接的相邻星系团射电影像叠加在一起。信号被放大后，人们终于看到了连接星系团的纤维状结构在射电波段上发出的昏暗辉光。
　　这是一种高度偏振光，意为这些射电波都在朝着某个特定的方向振动。高度的偏振光在自然界中是极不寻常的，它们是震荡波确实存在的一个极好证明。
　　这一发现实际上已经超越了证明宇宙蛛网能够产生震荡波本身，偏振射电光的存在还间接地向我们展示了存在于宇宙蛛网间的磁场。
　　宇宙蛛网磁场的成因是个谜，这些磁场在宇宙蛛网形成过程中所起的作用同样是个谜。电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着什么样的角色呢？
　　宇宙蛛网产生的震荡波在穿越磁场（青色）的过程中，会沿着纤维状结构和星系团，在射电波段上发出微光（粉色）。大图为模拟图。小图展示了将大量由纤维连接的相邻星系团射电影像叠加在一起后可能得到的画面。小图黄色区域的温度密度最高，紫色和黑色区域的温度密度最低。 F. Vazza / D. Wittor / J. West
　　参考
　　Polarized accretion shocks from the cosmic web
　　https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade7233