“迷你光晕”的发现揭示了早期宇宙是如何形成的

这张令人惊叹的图像揭示了一个充满能量的遥远星系团：星系在可见光（白色）中发光，幽灵般的红色云层揭示了一种新发现的无线电迷你光晕——这是迄今为止探测到的最遥远的晕圈——蓝色的细丝追踪着在X射线中发光的热气体。来源：钱德拉X射线中心（X射线：NASA/CXC/SAO；光学：NASA/ESA/STScI；无线电：ASTRON/LOFAR；图像处理：NASA/CCX/SAO/N.Wolk）

（蜘蛛网eeook.com）据蒙特利尔大学：天文学家发现了一个巨大的高能粒子云——一个“迷你光晕”——围绕着有史以来观测到的最遥远的星系团之一，这标志着在理解塑造宇宙的隐藏力量方面迈出了重要一步。

迷你光晕的距离如此之远，以至于光需要100亿年才能到达地球，使其成为迄今为止发现的最遥远的光环，是科学已知距离的两倍。

这一发现表明，整个星系团是宇宙中最大的结构之一，在它们存在的大部分时间里都沉浸在高能粒子中。

这种迷你光晕由星团中星系间真空中的高能带电粒子组成，这些粒子共同发出可以从地球探测到的无线电波。

发表在《天体物理学杂志快报》上的研究结果表明，即使在早期宇宙中，星系团也已经被高能过程塑造。

这一发现背后的国际研究团队由蒙特利尔大学的Julie Hlavacek-Larondo和英国达勒姆大学计算宇宙学研究所的Roland Timmerman共同领导。

研究人员分析了低频阵列（LOFAR）射电望远镜的数据，这是一个跨越八个欧洲国家的100000多个小型天线的庞大网络。

在研究一个名为SpARCS1049的星系团时，研究人员检测到一个微弱而广泛的无线电信号。他们发现，它不是从单个星系发出的，而是从充满高能粒子和磁场的广阔空间区域发出的。

这种漫射的辉光延伸了100多万光年，是迷你光晕的一个迹象，到目前为止，天文学家只能在附近的宇宙中观察到这种结构。

Hlavacek Larrondo说：“这就像我们发现了一个巨大的宇宙海洋，整个星系团都不断地沉浸在高能粒子中。”。

蒂默曼补充道：“在这么远的距离发现如此强烈的无线电信号令人惊讶。这意味着这些高能粒子及其产生过程几乎在整个宇宙历史中都在塑造星系团。”

迷你光晕的形成有两种可能的解释。

一个是，在星系团内的星系中心有超大质量黑洞，可以将高能粒子流喷射到太空中。然而，天文学家仍在试图了解这些粒子如何能够从黑洞中迁移出来，形成如此巨大的粒子云，同时保持如此多的能量。

第二种解释是宇宙粒子碰撞。这是当星系团热等离子体中的带电粒子以接近光速碰撞时，粉碎成从地球上可以观察到的高能粒子。

天文学家说，这一新发现为星系团形成后的样子提供了一个罕见的视角。

这不仅表明星系团被这些高能粒子注入的时间比以前所知的要长数十亿年，而且还使天文学家能够研究这些高能粒子的来源。

这表明，黑洞和/或高能粒子碰撞比预期更早地丰富了星系团的环境，使它们在数十亿年内保持活力。

天文学家表示，随着新望远镜的开发，如平方公里阵列（SKA），科学家们将能够探测到更微弱的信号，并进一步探索磁场、宇宙射线和能量过程在塑造宇宙中的作用。

Hlavacek Larrondo说：“我们只是触及了早期宇宙能量的表面。”。“这一发现为我们提供了一个新的窗口，让我们了解星系团是如何在黑洞和高能粒子物理学的驱动下生长和演化的。”