當我們仰望星空,看到的其實是宇宙的“歷史影像”。由于光速的有限性,遙遠天體發出的光需要跨越漫長時空才能抵達地球。在日常生活場景中,這種時間差幾乎可以忽略不計,但在宇宙尺度下,它卻成為我們窺探過去的重要窗口。例如,當我們觀測13億光年外的天體時,實際上看到的是它13億年前的模樣。
近期,科學家在牧夫座方向發現了一個名為“CR-13”的巨型宇宙圓環,其距離地球約13億光年。這一發現意味著,我們目前觀測到的其實是該結構13億年前的狀態。此前,哈勃空間望遠鏡曾在光學波段對該區域進行掃描,捕捉到一片模糊的環狀輪廓,暗示這里存在特殊天體結構,但僅憑光學觀測無法精確測量其規模和物理特性。
為了深入解析這個神秘圓環的本質,研究團隊聯合了韋伯空間望遠鏡(JWST)和阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA),開展了多波段協同觀測。與哈勃望遠鏡不同,韋伯望遠鏡的紅外波段和ALMA的毫米波波段能夠穿透星際塵埃的遮擋,精準捕捉天體的空間分布和物質成分信號,為探測巨型宇宙結構提供了理想組合。
觀測結果顯示,“CR-13”圓環的直徑達13億光年,環身厚度約5000萬光年。經過引力透鏡效應校正和結構模型擬合,科學家發現其質量相當于約10萬億個太陽質量,遠超普通星系團的質量水平。這一尺度遠超現有理論對宇宙大尺度結構的預測范圍,常規巨型結構的尺度通常在數億光年量級。
科學家推測,這種超大規模結構的形成可能源于某種特殊物理過程。目前,研究團隊提出了兩種核心解釋:第一種是“星系團碰撞殘留”假說。根據這一模型,兩個質量均不低于5萬億太陽質量的巨型星系團以每秒3000公里以上的速度正面碰撞,其內部的星系和暗物質在引力作用下相互作用,部分物質被拋射至外圍后,在引力牽引下逐漸形成環狀結構,類似石子投入水面激起的漣漪。作為對比,銀河系與仙女座星系未來碰撞的速度僅約每秒110公里。
第二種推測則涉及更復雜的宇宙演化機制,但目前尚未有足夠證據支持。科學家強調,這一發現表明宇宙大尺度結構的形成并非只有平穩聚合一種方式,極端劇烈的碰撞事件也能塑造出超乎想象的特殊結構。然而,要確認這種巨型環狀結構在宇宙中是否普遍存在,仍需更多觀測數據支持。









