通过SKA透镜看宇宙的大尺度结构

宇宙中星系的大尺度分布形成了一个错综复杂、相互连接的网络,被称为宇宙网。标准Lambda-CDM框架内的宇宙学模拟成功地再现了这种纤维状结构,并预测节点和纤维充满了温度在10^5-10^8 K范围内的稀薄等离子体。节点中最热、最明亮的等离子体对应于星系团内介质,而更冷、更稀薄的气体则沿着纤维和星系团外围延伸。星系和星系群沿着这些纤维形成并流动,然后吸积到星系团(节点)上,勾勒出大尺度结构的动力学演化。在此过程中,大量的能量通过复杂的等离子体过程耗散,这些过程可以通过射电发射电子来追踪。尽管这一图景有强有力的理论支持,但观测验证仍然有限。虽然大质量星系团已在各种波长被广泛探测到,但星系团外围和纤维内的弥散星系际介质由于其极其微弱的发射而仍然难以捉摸。高灵敏度射电设施(如LOFAR、uGMRT和MeerKAT)的出现最近使得对宇宙网相对较密区域发射的几次成功探测成为可能。这些包括贯穿整个星系团体积的射电巨晕,以及连接星系团对的射电发射桥。在本章中,我们总结了当前对宇宙网的理论见解,讨论了观测策略和最新发现,并强调了即将到来的平方公里阵列(SKA)预计将如何改变我们对宇宙网和宇宙中重子分布的理解。