韦布望远镜首次绘出宇宙“大尺度结构”最清晰全景图

宇宙网是宇宙的‘骨架’，由暗物质和气体构成的丝状、片状结构组成，环绕着巨大而空旷的‘空洞’区域，将遥远的星系和星系团连接起来，构成宇宙的大尺度结构。本研究依托迄今规模最大的詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）巡天项目COSMOS-Web，首次实现了对宇宙网137亿年演化历程的高精度测绘。自2021年发射以来，JWST凭借超高灵敏度的红外探测能力，能捕捉以往望远镜无法看见的遥远、暗弱星系，并穿透浓厚宇宙尘埃，回溯更早的宇宙时期。COSMOS-Web覆盖天区约相当于三轮满月大小，专为绘制宇宙网而设计。研究团队指出，相比哈勃望远镜此前对该天区的观测，JWST图像在深度和分辨率上实现飞跃：过去模糊重叠的结构如今可清晰分离；曾被平滑掩盖的细节（如早期宇宙中仅数亿年历史的丝状结构）如今一览无遗。这一提升主要得益于JWST两大优势协同作用：一是同一片天区中探测到更多暗弱星系；二是对这些星系距离（即对应宇宙年龄）的测量精度大幅提高，从而能更准确地将每个星系‘定位’到其所属的宇宙时间切片，显著提升三维结构图的清晰度。为践行开放科学理念，团队已将整套数据公开发布，包括构建结构图的分析流程、含16.4万个星系及其宇宙密度信息的星表，以及一段展示宇宙网跨越数十亿年演化的可视化视频。该成果发表于《天体物理学杂志》，由美、丹、智、法、芬、瑞、日、中、德、意等十余国科研人员合作完成，获欧盟‘地平线2020’计划资助。