周大智團隊發(fā)現(xiàn)宇宙"嬰兒"星系團異常早熟，內(nèi)部氣體溫度超預(yù)測5至10倍

宇宙早期有個星系團，溫度高得離譜。按照我們現(xiàn)有的理解，它現(xiàn)在應(yīng)該還是個"嬰兒"，結(jié)果它看起來已經(jīng)"成年"了。

這個星系團叫SPT2349-56，位于大爆炸后約14億年的位置。加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的周大智（Dazhi Zhou）和同事用智利阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）觀測它時發(fā)現(xiàn)，中心區(qū)域的星系團內(nèi)氣體溫度高達數(shù)千萬度。

做個對比：太陽表面溫度只有幾千攝氏度。而這團氣體的溫度，按周大智的保守估算，比模擬預(yù)測的要高出5到10倍。"這種高溫氣體原本被認為要在數(shù)十億年后才會出現(xiàn)，"他說，"這非常令人驚訝。"

問題出在哪？星系團是宇宙中最大的由引力維系在一起的結(jié)構(gòu)，由成百上千個星系、大量暗物質(zhì)和高溫氣體組成。在標(biāo)準圖景里，早期宇宙中的年輕星系團應(yīng)該還在緩慢積累物質(zhì)，氣體也應(yīng)該是相對低溫、稀薄的。SPT2349-56卻反著來——氣體又多又燙，成熟得不像話。

研究團隊提出了一個可能的解釋：這個星系團里有幾個特別活躍的成員星系，其中至少三個正在噴射巨大的能量噴流。加上頻繁的恒星形成爆發(fā)，這些過程加熱氣體的速度可能比我們之前以為的快得多。

但這只是推測。周大智自己也說，目前只發(fā)現(xiàn)了這一個案例，"它究竟有多不尋常，我們還不清楚。"團隊正在計劃后續(xù)觀測，尋找更多類似的"早熟"星系團。

這件事的有趣之處在于，它并沒有推翻現(xiàn)有的宇宙學(xué)框架，而是打開了一扇新窗戶。周大智的原話是："這展示了一個我們從未見過的星系團演化階段。"換句話說，我們可能一直假設(shè)早期星系團都是"按部就班"長大的，但SPT2349-56提示，有些結(jié)構(gòu)或許走的是另一條路——加熱更快、成熟更早。

至于這條路是普遍存在的捷徑，還是僅此一例的怪胎，答案還在智利的高原沙漠里，在ALMA的天線陣列中，等待被更多數(shù)據(jù)填滿。