IT之家1月8日传到了这样的消息,天文学家于在宇宙大爆炸仅仅过去了14亿年了过后的宇宙的空间当中,发现了一个看起来极像是那种“不可能会存在”的星系团,这个星系团的内部竟然拥挤着放下了30多个星系,而且它的覆盖范围仅仅只是50万光年份,并且内部的温度完全地颠覆了现有的认知。
如 IT 之家所知,此一有着 SPT2349 - 56 编号之星系团,是借由智利阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波阵列望远镜,就是那 ALMA 观测而得,其的存有对于人类有关“星系及星系团形成速度”的既既定之认知,形成了挑战。
加拿大新斯科舍省达尔豪斯大学,有一位天文学教授,叫斯科特・查普曼,他在一份声明里表示,“这一发现告知我们,早期宇宙当中必定存在某些东西,极有可能是该星系团内新近发现的3个超大质量黑洞,它们朝着周边环境释放出了巨大能量,并且塑造着这个年轻的星系团。这一过程比我们之前预想的要早许多,也剧烈许多。”。
星系团内部满是一团炽热的气体,这团炽热气体被称作“星系团内介质”,加拿大不列颠哥伦比亚大学博士生、此研究论文的第一作者周大志,也就是Dazhi Zhou(音译),把它比作星系团的“大气”,在大多数星系团当中,星系团内介质的温度能够达到数千万摄氏度,在一些星系团里,甚至能达到数亿摄氏度。
天体物理学家此前觉得,处于星系团里面的介质,要有数十亿年的演化历程,才能够达到这般高温度,然而,SPT2349-56星系团被发现了,将这个观点给推翻掉了。
周大志表明,我们从来都未曾想到过,在宇宙演化史处于如此早期的阶段之时,居然会出现温度这般高的星系团“大气”,这里面的气体温度起码是理论预测数值的5倍,甚至要比许多现今存在的星系团的气体温度还要高,能量还要强 。

研究人员借助“苏尼亚耶夫 - 泽尔多维奇效应”间接测量出了 SPT2349 - 56 星系团的星系团内介质温度 ,该效应存在这样的原理 ,星系团会于宇宙微波背景辐射 (也就是大爆炸残留的热辐射 )之上留下“印记 ” ,进而当宇宙微波背景辐射的光子进入星系团时 ,会跟星系团内介质中的电子有所散射 ,以此获得能量增益 ,而星系团内介质温度越高 ,电子运动速度便越快 ,光子与电子碰撞之际获得的能量增量也就越大 。有一种能量增益,它能够在位于对应星系团位置的宇宙微波背景辐射里呈现出来。
在此之前,天文学家曾发现过星系团,其比SPT2349 - 56星系团更古老,且距离地球更远。比如说,在2019年的时候,天文学家借助一系列望远镜,像双子望远镜、凯克望远镜以及昴星望远镜,发现了一个星系团,它的编号是z660D,编号里的数字表示其红移值。后来我们最终所能观测到的它,处于宇宙大爆炸之后7.7亿年的那种状态,距离现如今大约有130亿年。2023年,詹姆斯・韦布空间,此物称作望远镜(JWST),又发现了一个星系团,名为A2744z7p9OD,它存在的时间,仅仅只是大爆炸之后6.5亿年 。
可改写为:但这些早期星系团和 SPT2349 - 56 的关键不同之处在于,前者名为“原星系团”,这表明它们还没有借助引力完全地捆绑在一起。依人类当下最为完备的星系团形成模型来看,星系温度升高,是因为星系在引力作用下坍塌从而形成稳定束缚程度的动力学进程。
因而,那些原星系团里头的星系团内介质的温度在当前阶段并不算高,并且模型做出的预测显示它们在往后的数十亿年时间之内都不会进入到高温状况呢。与之相比,SPT2349 - 56 星系团的发展变化过程好像“显著地提前推进”了,这说明了人类现有的有关星系团成长以及升温的模型尚且存在着不足之处。
SPT2349 - 56 跟之前所发现的原星系团存在一个共同特性,那就是都处在剧烈的恒星形成阶段,SPT2349 - 56 的规模和银河系周边的古老恒星晕以及暗物质晕是相当的,所以当中的 30 多个星系体积都相对比较小,然而这些星系的“小巧”状态不会持续太长时间,它们里边的恒星形成速率是银河系的 5000 倍,银河系平均每年诞生的恒星数量不到 10 颗,而这些星系的恒星形成活动可是要剧烈得多。
周大志称,我们期望搞明白,剧烈的恒星形成活动、活跃的黑洞以及这片过热的“大气”之间有着怎样的相互作用,这又可为我们揭示现存星系团的形成过程提供何种线索,在这样一个年轻且致密的系统里,所有这些现象为何会同时出现 ?
直到现在,这个问题依旧不存在答案。然而,有关的研究成果在1月5日的时候,被发表在了叫做《自然》的期刊之上。
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