根据最近的射电天文观测研究，天文学家发现了一个存在时间长达100亿年的巨型射电晕（radio halo），这一发现对现有宇宙起源模型提出了关键挑战。射电晕是星系团中由高能电子与星系团磁场相互作用产生的

这个迷你晕距离地球如此遥远，其发出的光线需要100亿年才能到达地球，成为迄今为止发现的最遥远迷你晕，将科学界已知的距离纪录提升了一倍。

该发现表明，宇宙中最大的结构之一——整个星系团——在其大部分存在时期内都浸泡在高能粒子中。

这种迷你晕由星系团内星系间真空中的高能带电粒子构成，这些粒子共同发射可被地球探测到的射电波。

该研究已被《天体物理学杂志通讯》接收，预印本版本于今日发布。结果表明即使在早期宇宙中，星系团也已被高能过程所塑造。

这项国际研究团队由蒙特利尔大学的Julie Hlavacek-Larrondo和英国杜伦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。这座由10万多个小型天线组成的庞大网络横跨欧洲8个国家。在研究名为SpARCS1049的星系团时，研究人员检测到了微弱的广域射电信号。他们发现这些信号并非来自个别星系，而是源自充满高能粒子和磁场的广阔空间区域。

这个延伸超过百万光年的弥散辉光，是迷你晕的特征标志——这种结构天文学家此前仅在邻近宇宙中观测到。Hlavacek-Larrondo表示："这就像我们发现了一个广阔的宇宙海洋，整个星系团不断浸泡在高能粒子中"。

Timmerman补充道："在这个距离发现如此强烈的射电信号令人震惊。这意味着这些高能粒子及其产生过程，在宇宙近完整历史时期都在塑造星系团"。

两种可能解释

关于迷你晕的形成存在两种主要解释：

第一种是星系团核心的超大质量黑洞会喷射高能粒子流到太空。但天文学家仍在试图理解这些粒子如何能在保持大部分能量的情况下，从黑洞迁移形成如此巨大的粒子云。

第二种解释是宇宙粒子碰撞。当星系团热等离子体中的带电粒子以近光速碰撞时，会碎裂成可被地球观测到的高能粒子。

天文学家指出，这一新发现为研究星系团形成初期的状态提供了难得的机会。

这不仅表明星系团被高能粒子浸染的时间比已知早了数十亿年，还为追溯这些高能粒子的起源提供了线索。

研究显示，黑洞和/或高能粒子碰撞对星系团环境的富集作用出现得比预期更早，使其维持了数十亿年的高能状态。

随着平方公里阵列（SKA）等新型望远镜的发展，科学家将能探测更微弱的信号，进一步研究磁场、宇宙射线和高能过程在宇宙演化中的作用。

Hlavacek-Larrondo总结道："我们才刚刚触及早期宇宙能量活动的表面。这个发现为我们开启了新的窗口，通过黑洞和高能粒子物理研究星系团的成长与演化"。