破纪录的百亿年射电光晕改写宇宙起源故事

这个迷你光晕距离地球十分遥远，其光线需要100亿年才能到达地球，这使其成为迄今发现的最遥远的迷你光晕，其距离是科学界先前所知最远纪录的两倍。

这一发现表明，作为宇宙中最大结构之一的整个星系团，在其大部分存在时间里都浸没在高能粒子之中。

这类迷你光晕由星系团内星系间真空中的高能带电粒子构成，它们共同发出可被地球探测到的无线电波。

该论文已被《天体物理学杂志通讯》接受发表，预印版本于今日发布。研究结果表明，即使在早期宇宙中，星系团也已被高能过程塑造。

此项发现背后的国际研究团队由加拿大蒙特利尔大学的朱莉·赫拉瓦切克-拉隆多和英国杜伦大学计算宇宙学研究所的罗兰·蒂默曼共同领导。

研究人员分析了低频阵列（LOFAR）射电望远镜的数据。LOFAR是一个庞大的网络，由超过10万个小型天线组成，横跨八个欧洲国家。在研究名为SpARCS1049的星系团时，研究人员探测到微弱且广泛分布的无线电信号。他们发现该信号并非来自单个星系，而是源于一个充满高能粒子和磁场的广阔空间区域。

这片绵延超过100万光年的弥散发光区域是迷你光晕的标志性特征——这是天文学家迄今为止仅在邻近宇宙中观测到的结构。"这就像我们发现了一片浩瀚的宇宙海洋，整个星系团在其中持续浸润于高能粒子之中，" 赫拉瓦切克-拉隆多说道。

蒂默曼补充道："在此距离上发现如此强烈的无线电信号令人震惊。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进程中都在塑造星系团。"

两种可能的解释

关于迷你光晕的形成，存在两种可能的解释。

一是星系团核心的超大质量黑洞可向太空喷射高能粒子流。然而，天文学家仍在试图理解这些粒子如何能在远离黑洞迁移的同时保持大部分能量，进而形成如此巨大的粒子云。

第二种解释是宇宙粒子碰撞。当星系团炽热等离子体中的带电粒子以接近光速的速度碰撞时，会碎裂成可从地球观测到的高能粒子。

天文学家表示，这项新发现为了解星系团刚形成时的状态提供了罕见的视角。

它不仅表明星系团注入这些高能粒子的时间比先前所知早数十亿年，还使天文学家得以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富集了星系团的环境，使其在数十亿年间保持高能状态。

天文学家称，随着平方公里阵列射电望远镜（SKA）等新一代望远镜的开发，科学家将能探测到更微弱的信号，并进一步探索磁场、宇宙射线和高能过程在塑造宇宙中的作用。

"我们才刚刚触及早期宇宙能量水平的表面，" 赫拉瓦切克-拉隆多表示。"这一发现为我们了解星系团如何在黑洞和高能粒子物理共同驱动下生长演化，开启了一扇新窗口。"