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2025-06-30 21:36:00
「宇宙Web」のシミュレーション、宇宙全体に広がるスレッドとフィラメントの広大なネットワーク。星、銀河、銀河のクラスターは、このウェブの最も密な結び目で生まれ、数百万光年にわたって伸びる広大な糸でつながったままです。これらのスレッドは目には見えませんが、ESAのXMM-Newtonなどの望遠鏡では発見できます。クレジット：Illustris Collaboration / Illustrisシミュレーション
宇宙を横切るガスの広大なフィラメントは、宇宙の欠落事項の謎を解決するのに役立つかもしれません。
天文学者は、4つの銀河クラスターを接続する熱いガスの大規模なフィラメントを特定しました。天の川のそれよりも約10倍の質量があるため、この構造は宇宙の長い間混乱した問題の一部を含み、数十年前の宇宙の謎を解決するのに役立ちます。
この発見は、欧州宇宙機関のXMM-Newtonと日本のSuzaku X-Ray Space Telescopesのデータを使用して行われました。
近くの宇宙の「通常の」問題の3分の1以上（星、惑星、銀河、生命を形成する種類）は、まだ直接観察されていません。宇宙の現在のモデルに不可欠であるにもかかわらず、この問題は隠されたままです。
主要な説明は、それがフィラメントと呼ばれるガスのびまん性の糸のような構造に存在することです。フィラメントは以前に検出されていますが、そのかすかな排出量により、銀河やブラックホールなどの近くのソースから光を分離することが困難になります。
フィラメントは、天文学者が見つけるのが非常に困難であることが証明されている「通常の物質」の一種である、熱い銀河間ガス（斑点のある黒黄色で表示）で構成されています。クレジット：ESA
現在、新しい研究は、その課題を克服した最初の研究の1つであり、近くの宇宙の4つの銀河クラスターを接続する単一の熱いガスフィラメントを正常に検出し、正確に特徴付けています。
「初めて、私たちの結果は、コスモスの主要なモデルで見られるもの、以前に起こっていないことに密接に一致しています」と、オランダのライデン天文台の主任研究者であるKonstantinos Migkasは言います。 「シミュレーションはずっと正しかったようです。」
ユークリッドフラッグシップモックギャラクシーカタログ。クレジット：J。Carretero（Pic）、P。Tallada（Pic）、S。Serrano（Ice）およびEuclid Consortium Cosmological Simulations SWG
ケースのxmm-newton
温度が1,000万度を超えると、フィラメントは天の川の質量の約10倍を保持し、4つの銀河クラスターをリンクします。これらのクラスターは、8,000を超える銀河の広大なアセンブリであり、近くの宇宙で最も大きな構造の1つであるShapley Superclusterに属します。
フィラメントは、2300万光年の間、スーパークラスターを通って斜めに延びており、距離は約230回の端から端までの距離を越えます。
Konstantinosと同僚は、XMM-NewtonとSuzakuのX線観測を組み合わせて、他のいくつかの光学データを掘り下げることにより、フィラメントを特徴づけました。
画像は、黒い背景に対する明るくカラフルなスポットのクラスターを示しています。スポットは主に紫色で、中心に強い明るさの領域があり、黄色から緑と青に移行しています。これらのスポットは、かすかな紫色の構造で接続されており、両端にぼんやりしたブロブが付いた不規則な拡張形状を形成します。クレジット：ESA/XMM-NewtonおよびIsas/Jaxa
2つのX線望遠鏡は理想的なパートナーでした。スザクは、フィラメントの幅広い領域の空間にわたってフィラメントのかすかなX線光をマッピングしましたが、XMM-Newtonは、フィラメント内にあるX線の非常に正確に汚染されたソース、すなわち超大規模なブラックホール – を特定しました。
「XMM-Newtonのおかげで、これらの宇宙の汚染物質を特定して除去することができたので、フィラメントのガスを見ていることを知っていました」とドイツのボン大学の共著者Florian Pacaudは付け加えます。 「私たちのアプローチは本当に成功しており、フィラメントは宇宙の最高の大規模なシミュレーションから期待されるとおりであることを明らかにしています。」
本当に行方不明ではありません
また、私たちの周りに見られるすべての構造を支えるフィラメントの広大で目に見えないcoのwebである「宇宙ウェブ」の性質に光を当てます。
「この研究は、望遠鏡間のコラボレーションの素晴らしい例であり、宇宙ウェブのかすかなフィラメントから来る光を見つける方法の新しいベンチマークを作成します」
この画像は、4つの銀河クラスターを接続する新しいフィラメントを示しています。これらのクラスターは、フィラメントの下部と上部の明るい斑点として表示されます（色で囲まれた4つの白いドット）。これらの明るい点の間に紫色の斑点のある帯が伸び、黒い周囲の空に明るく際立っています。これは、以前に見られなかったX線排出ホットガスのフィラメントであり、「欠落している」問題の塊が含まれています。紫色のバンドは、スザクのデータで構成されています。天文学者は、XMM-Newtonを使用して、フィラメントからX線の「汚染」ソースを特定して削除し、「欠落している」問題の純粋なスレッドを残しました。これらのソースは、ここでフィラメントの排出を介して、そして削除された明るい点と見なすことができます。クレジット：ESA/XMM-NewtonおよびIsas/Jaxa
「より基本的には、コスモスの標準モデルを強化し、数十年のシミュレーションを検証します。「欠落している」問題は、宇宙全体に織り込まれているスレッドに本当に潜んでいるようです。」
Cosmic Webの正確な画像をつなぐことは、ESAのユークリッドミッションの領域です。 2023年に発売されたEuclidは、このWebの構造と歴史を調査しています。ミッションはまた、暗黒物質とエネルギーの性質を深く掘り下げています。どちらも、宇宙のなんと95％を占めているにもかかわらず、どちらも観察されていません。また、他の暗い宇宙探偵と協力して、最大かつ最も長い宇宙の謎のいくつかを解決しています。
参照：「X線分光法を使用したShapley Superclusterの7.2 MPCの長いフィラメントからの純粋な温かい銀河間培地放出の検出」 天文学と天体物理学。
doi：10.1051/0004-6361/202554944
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