大爆炸後僅 14 億年，發現遠超模型預測 5 倍的極高溫氣體

早期宇宙一個巨大天體正顛覆我們對宇宙演化的理解。大爆炸後僅 14 億年，天文學家便觀測到被劇烈加熱至數百萬度的高溫氣體，遠超標準宇宙結構模型預期的強度與規模，似乎告訴我們早期星系團內幾個超大質量黑洞、超新星此階段就累積足以「煮沸」大片氣體的能量。

近日，英屬哥倫比亞大學天體物理學博士生 Dazhi Zhou 領導的團隊使用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）探測宇宙微波背景（CMB），在星系團 SPT2349–56 發現蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（Sunyaev-Zel’dovich effect，SZ 效應）的強烈訊號。

由於該訊號太過不真實，團隊經過數月計算驗證，終於確認該氣體溫度至少為模型預測 5 倍，比當今許多星團內發現的氣體更熱。

SPT2349-56 星系團最初於 2010 年由南極望遠鏡發現，早期觀測結果已顯示它不尋常，2018 年發表的後續觀測證實，該天體是由 30 多個活躍星爆星系組成的星系團，正以比銀河系快 1,000 倍的速度瘋狂形成恆星，且時間點落在宇宙誕生後僅約 14 億年左右。

正常來說，星系團重力加熱應該是緩慢過程，需數十億年才能造就最新觀測到的熱氣體溫度，現有模型指出，僅靠重力不可能在此時期就產生這種高溫氣體，因此研究人員懷疑，SPT2349-56 星系團內至少有 3 個超大質量黑洞正透過強大噴流注入額外能量，強烈加速星系團內部龐大氣體聚集升溫。

反過來，這表明當前星系團演化理論遠未成熟，即使在早期宇宙，也需考慮整體星系團生態系統，釐清強烈恆星形成、活躍黑洞、過熱氣體介質如何相互作用以促成年輕星系團形成。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。

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（首圖來源：英屬哥倫比亞大學）

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