宇宙在广阔的时空里低语着秘密,而天文学家们最近开始破译一些最古老的信息。这些不是专门发给我们的信号,而是宇宙形成初期的回声,被探测为来自难以置信的遥远星系团的微弱无线电波。在2025年6月底到7月期间,一系列的发现主要集中在这个时期,揭示了关于早期宇宙的大量信息,挑战了现有的理论,并为探索开辟了新的道路。这些发现在《天体物理学杂志快报》等期刊上发表,并在arXiv等预印本服务器上共享,主要围绕着使用泛欧洲低频阵列(LOFAR)望远镜等仪器进行的观测。
一个研究重点是位于大约100亿光年外的星系团SpARCS1049。研究这个星系团的天文学家检测到围绕它的无线电波的“蔓延、幽灵般的辉光”——一个“迷你晕”,代表了有史以来观测到的最遥远的此类结构。这并不是一个孤立的事件。研究人员还在其他遥远的星系团(如Abell 3266)内发现了“无线电遗迹”和“无线电晕”,这些结构违背了目前对其形成和特征的理解。这些无线电发射不仅仅是背景噪声;它们携带着揭示早期宇宙状况的特征,提供了对第一批恒星和星系如何影响其宇宙环境的瞥见。涉及的巨大距离意味着我们正在观察数十亿年前存在的这些星系团,提供了对过去的独特窗口。检测这些信号需要分析来自数万个天线的数据,突出了协作的大型天文项目的力量。
除了发现这些广阔的无线电结构之外,科学家们还在精确地确定更局部但同样神秘的无线电信号的起源。快速射电暴(FRBs)——强烈的、持续几毫秒的无线电波爆发——自2007年首次发现以来就一直是深入研究的来源。虽然已经检测到数百个,但最近的发现尤其引人注目。一个被称为FRB 20220610A的FRB,经历了令人震惊的80亿年的时间才到达地球,其起源已被追溯到一个遥远的星系团。更令人惊讶的是,重复的FRBs已被检测到来自一个“死亡”星系——一个不再活跃地形成恒星并且根据先前的理解不应该拥有产生如此强大爆发所需的能量的星系。这挑战了FRBs和年轻的、恒星形成的星系之间的既定联系。此外,已经观察到持续的无线电信号FRB 20191221A表现出一种非常规律的模式,似乎以一种以前在FRBs中从未见过的周期性“心跳”。另一个奇特的来源,ASKAP J1832-0911,每44分钟发出无线电波和X射线的脉冲,代表了一种全新的宇宙物体。对这些FRBs的研究被证明在绘制“宇宙网”(弥漫在星系之间空间的庞大热弥散气网络)方面非常有价值,因为爆发在通过这种物质时会略微减速。
这些发现不仅仅是关于识别新的现象;它们从根本上重塑了我们对星系形成、黑洞活动和宇宙演化的理解。检测到100亿年前的无线电晕表明,早期宇宙中的星系团已经是非常活跃的环境,充满活力。在古代星系团周围存在无线电迷你晕,表明黑洞在推动这种活动中的重要作用。即使是在球状星团47 Tucanae(一个由一百多万颗恒星组成的密集集合)中心检测到的微弱无线电信号,也暗示着一个罕见的黑洞系统的可能性。在Abell 1213等星团内识别出的化石无线电发射和星系合并,进一步说明了在这些早期的宇宙结构中发生的动态而复杂的过程。其影响超出了天体物理学;这些发现可能会重塑我们对从星系形成到太空探索的未来等一切的理解,为宇宙最早的时刻及其塑造宇宙的力量提供一个新的窗口。
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