天文學家發現早期宇宙中異常熾熱的星系團 SPT2349-56

由加拿大研究人員領軍的國際天文學家團隊，在宇宙的早期階段偵測到一個名為 SPT2349-56 的星系團。這個星系團的星系際介質溫度，遠遠超出了現有天文物理模型的預期。這個引力束縛的結構形成於大爆炸後僅僅 14 億年，卻展現出極端的熱力學狀態，這在標準理論中通常需要數十億年的引力坍縮與穩定化才能達成。這項重大發現已於 2026 年 1 月 5 日發表在《自然》（Nature）期刊上，其數據基礎來自於智利阿塔卡馬大型毫米/次毫米波陣列（ALMA）的觀測結果。

SPT2349-56 星系團內部聚集了超過 30 個星系，它們緊密地擠壓在一個直徑約 50 萬光年的空間內，這個尺度大致相當於我們銀河系的暈結構大小。最令人驚訝的關鍵指標是其恆星形成速率，它比銀河系的同類指標高出驚人的約 5,000 倍。與先前觀察到的、尚未完全結合的「前置星系團」不同，SPT2349-56 是一個結構完全成熟的實體，它異常迅速地達到了高溫氣體的狀態，這暗示著大型宇宙結構的演化開端比我們想像的更加劇烈與迅速。

科學家們透過間接方式測量了星系團內部的氣體溫度，主要依賴於著名的蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（Sunyaev-Zel’dovich effect）。此效應能捕捉到光子穿過星系間熱電子時，對宇宙微波背景輻射產生的微小扭曲。不列顛哥倫比亞大學（UBC）的周大志博士（Dr. Dazhi Zhou），即是本次研究的首席作者，他確認經過嚴格驗證後，數據顯示該氣體的溫度至少比模型預測的要高出五倍，其能量甚至超越了許多現代星系團的介質溫度。參與這項重要研究的還有達爾豪斯大學的史考特·查普曼博士（Dr. Scott Chapman）。

查普曼博士推測，如此早期的劇烈加熱現象，很可能源於強大的內部驅動機制。他提出，這可能與星系團中心新近發現的三個超大質量黑洞的活躍噴流活動有關，這些黑洞正向周圍空間釋放巨大的能量。這種現象迫使我們必須重新審視標準模型，因為傳統模型傾向於假設氣體的加熱與增長是一個緩慢的過程，主要依賴於成熟星系團的引力壓縮。本次發現無疑將星系團熱氣層演化的時間軸，向前推進到了宇宙歷史的更早階段。

SPT2349-56 的初步蹤跡是在 2010 年由南極的南極點望遠鏡（South Pole Telescope）所捕捉到的，隨後在 2018 年的進一步觀測確認了它作為一個高恆星形成率星系團的地位。該研究團隊現正計劃深入探討 SPT2349-56 中劇烈的恆星形成、黑洞活動與過熱大氣之間的複雜交互作用，期望能藉此精確校準用以描述現代星系團形成的宇宙學模型。這無疑為我們理解早期宇宙的結構形成提供了寶貴的線索。