该迷你光环的距离如此遥远,以至于光线需要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环,将科学界已知的最远记录距离翻倍。
此项发现表明,整个星系团——宇宙中最大结构体之一——在其大部分存在时间里都浸没在高能粒子之中。
这类迷你光环由星系团内星系间真空区域中的高能带电粒子组成,这些粒子共同释放出可被地球探测到的无线电波。
该论文已被《天体物理学杂志快报》接收(预印版本已于今日发布),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定型。
此项发现由加拿大蒙特利尔大学的朱莉·赫拉瓦切克-拉隆多与英国杜伦大学计算宇宙学研究所的罗兰·蒂默曼共同领导的国际研究团队完成。
研究人员分析了低频阵列(LOFAR)射电望远镜的数据——这个由超过100,000个小型天线组成的庞大网络横跨八个欧洲国家。在研究名为SpARCS1049的星系团时,他们探测到一个微弱的广域射电信号。研究发现该信号并非源自单个星系,而是来自充满高能粒子与磁场的广阔空间区域。
这个延伸超过一百万光年的弥散辉光正是迷你光环的标志性特征,这种结构此前天文学家仅在邻近宇宙中观测到。"这好比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-拉隆多解释道。
蒂默曼补充道:"在如此遥远的距离探测到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生成过程几乎在宇宙整个历史长河中持续塑造着星系团。"
两种可能的成因
迷你光环的形成存在两种可能解释。
其一是星系团内部星系中心存在超大质量黑洞,会向太空喷射高能粒子流。然而天文学家仍在探究这些粒子如何能在保有大部分能量的情况下远离黑洞迁移,从而形成如此庞大的粒子云。
第二种解释是宇宙粒子碰撞。当星系团高温等离子体中的带电粒子以近光速碰撞时,会碎裂成可从地球观测到的高能粒子。
天文学家表示,这项新发现提供了观测星系团刚形成时期状态的罕见机会。
它不仅揭示星系团沐浴在这些高能粒子中的时间比此前认知的还要早数十亿年,同时也让天文学家得以追溯这些高能粒子的起源。
这表明黑洞和/或高能粒子碰撞对星系团环境的强化作用远比预期更早发生,使它们在数十亿年间保持高能状态。
天文学家指出,随着平方公里阵列(SKA)等新型望远镜的研发,科学家将能探测更微弱的信号,进一步探究磁场、宇宙射线及高能过程在宇宙演化中的作用。
"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,"这项发现为我们打开了观测星系团演化进程的新窗口——其动力既来自黑洞,也源于高能粒子物理机制。"
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Materials provided byUniversity of Montreal.Note: Content may be edited for style and length.
2025-06-27
2025-06-27