天文學家在研究早期宇宙時，意外發現一個年輕卻異常炙熱的巨大星系團，其內部充滿超高溫氣體，出現時間比現有理論預測早了數十億年，迫使科學界重新檢視星系團的形成模式。研究指出，這股極端熱能很可能來自活躍的超大質量黑洞，為宇宙結構的誕生揭示全新線索。
天文學家在研究早期宇宙時，意外發現一個年輕卻異常炙熱的巨大星系團，其內部充滿超高溫氣體，出現時間比現有理論預測早了數十億年，迫使科學界重新檢視星系團的形成模式。研究指出，這股極端熱能很可能來自活躍的超大質量黑洞，為宇宙結構的誕生揭示全新線索。
這項研究由加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia, UBC）物理與天文系博士候選人 Dazhi Zhou 領導，研究成果於1月5日發表於國際權威期刊《Nature》。研究團隊發現，一個形成於宇宙大爆炸後僅約14億年的星系團，其內部氣體溫度卻高得驚人，至少是理論預測的五倍，甚至比許多現代成熟星系團還要炙熱。
「我們完全沒預料到，會在如此早期的宇宙看到這麼高溫的星系團環境，」Dazhi Zhou 表示。他坦言，起初對觀測訊號抱持懷疑態度，因為數據「強到不像是真的」，但在歷經數月反覆驗證後，研究團隊確認這是一項真實且前所未見的天文發現。
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共同作者之一、加拿大達爾豪斯大學（Dalhousie University）教授 Scott Chapman，也是加拿大國家研究委員會（National Research Council of Canada, NRC）的研究人員，他指出，這項發現顯示早期宇宙中的能量活動可能比原先想像更為劇烈。「我們認為，星系團中至少三個 recently discovered 的超大質量黑洞，已在極早期階段向周圍環境注入大量能量，強烈影響星系團的演化。」
研究團隊觀測的對象為距今約 120 億光年的年輕星系團 SPT2349-56，利用位於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA）進行研究。儘管年紀尚輕，該星系團中心區域直徑已達約 50 萬光年，內部密集分布超過 30 個活躍星系，其整體造星速率高達銀河系的 5,000 倍。
為測量星系團內部的熱能，研究人員採用「太陽亞澤多維奇效應」（Sunyaev–Zeldovich effect），藉此估算充斥於星系之間的星系團際介質所蘊含的能量。
研究團隊指出，這項發現顯示星系團的形成，可能並非過去認為的緩慢加熱與穩定累積，而是經歷一段由黑洞活動與劇烈造星所驅動的爆發性開端。未來，研究人員將進一步探討黑洞、恆星形成與高溫氣體之間的交互作用，試圖拼湊出宇宙中最大結構誕生的真正過程。
資料來源：SciTechDaily、Daily Galaxy、ScienceAlert
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