宇宙网中的速度场是结构形成的基本探针，承载了密度扰动增长与引力在非线性区域作用的关键信息。然而，受限于红移空间观测中宇宙膨胀与本动速度的简并，超越线性区域的速度场难以直接观测。宇宙纤维作为连接星系团的物质通道，其内部速度场直接反映了引力势竞争与物质动力学响应，但这一关键环节尚未被直接探测到。        近期，中国科学院上海天文台等利用斯隆数字巡天的光谱星系数据，在星系团—宇宙纤维—星系团系统中，首次直接探测到宇宙纤维向两端星系团的分裂流入。研究团队提出了利用星系团对的几何构型来打破红移简并的新思路，即通过位于两端的星系团位置，对“刚体背景”红移进行线性插值并扣除，余下的过剩红移可直接反映纤维自身的流入运动。这一方法有效规避了传统红移空间畸变分析对线性假设的依赖，实现了在准线性尺度上对速度梯度的直接测量。团队从斯隆数字巡天星系群表中筛选出距离适宜（2Mpc至6Mpc）的星系团对，提取位于两团之间的纤维区域光谱星系，并测量纤维不同位置处的过剩红移。结果显示，纤维的速度剖面在中点附近出现符号反转，呈现靠近其中一个星系团的纤维段向该团流入，靠近另一个星系团的纤维段则向另一团流入。这一“分裂流入”模式在广泛参数范围内均以超过5σ的显著性被探测到。对于质量约 1014.3M⊙的星系团，纤维的最大流入速度约为30km/s（投影到视线方向约为20km/s），显著低于从平均宇宙环境落入的预期值。结合密度—速度相关性分析、质量依赖性检验以及与宇宙学模拟的对比验证，研究进一步证实纤维并非被动地输运物质，而是对其两侧竞争性的引力势作出动力学响应。该研究为学界理解宇宙大尺度结构中物质如何通过纤维通道输运至星系团提供了关键观测证据，也为未来大规模光谱巡天的质量测量、引力检验及速度场重构提供了新探针。相关研究成果发表在《中国科学：物理学，力学，天文学》（Science China Physics, Mechanics & Astronomy）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。论文链接在两个星系团引力作用下，夹在中间的宇宙纤维结构的自引力难以维系自身稳定，会分裂流入两边的星系团，这一速度场可通过扣除宇宙膨胀并叠加多个类似系统观测到。图片由AI生成