利用十万个天线组成的阵列，科学家们在深空探测到一种奇特的辉光，它正在发射微弱的射电信号。

在宇宙的一个遥远角落，研究人员发现了一个由高能粒子构成的巨大云团 —— 一个“微型晕”（mini-halo），它环绕着一个年轻的星系团。这个星系团形成于宇宙大爆炸仅仅40亿年之后。

这是迄今为止观测到的同类结构中最遥远的一个，它正在改写我们对星系团如何演化的理解。“这就像我们发现了一片浩瀚的宇宙海洋，整个星系团都持续沉浸在高能粒子之中，”研究人员之一哈拉维切克-拉隆多（Hlavacek-Larrondo）说道。

此前，天文学家认为如此强大的粒子活动只发生在宇宙历史的后期。然而，这个横跨百万光年的微弱射电信号证明，即使是最早期的星系团也充满了活跃的高能过程。

这一发现可能重塑我们关于黑洞、宇宙碰撞以及其他数十亿年来驱动宇宙演化的隐藏力量的理论。

发现百亿光年外的晕

微型晕是存在于星系团内星系之间的巨大高能粒子云。这些带电且速度极快的粒子在太空中运动时会发出微弱的无线电波。然而，探测到这种晕极其困难，尤其是在遥远的宇宙中。

天体距离越远，其信号就越微弱。在此项研究之前，天文学家无法在数十亿光年之外发现这类结构。但得益于一个名为低频阵列（LOFAR）的强大新工具，科学家们此次探测到了一个位于100亿光年外的晕。

LOFAR是一个巨大的射电望远镜阵列，由分布在欧洲八个国家的10万个天线组成。研究人员用它来研究名为SpARCS1049的星系团。这个星系团距离如此之远，以至于我们今天看到它的光线，是在宇宙年龄还不到当前三分之一时就开始了旅程。

当研究人员梳理LOFAR传回的数据时，他们注意到了一些异常 —— 星系团周围存在一个微弱但广泛分布的射电信号。重要的是，这种辉光并非来自星系本身。相反，它似乎来自星系之间广阔的空间，并且符合一个大小相当于银河系十倍的微型晕的特征。

然而，这些晕粒子从何而来？

研究人员认为有两种可能的答案。一种可能是星系团中心星系的超大质量黑洞正在猛烈喷射出高能粒子流。然而，这些粒子如何传播得如此之远，并能在如此巨大的距离上保持能量，目前尚不清楚。

另一种解释是，星系团内部炽热气体中的粒子在以接近光速的速度不断相互碰撞，在此过程中产生了能量更高的粒子。无论如何，有一点很清楚：这些高能粒子存在并影响星系团的时间，比我们之前认为的早了数十亿年。

“在如此遥远的距离上发现如此强烈的射电信号令人震惊。这意味着这些高能粒子以及产生它们的过程，几乎在整个宇宙历史中都在塑造着星系团，”研究人员之一罗兰·蒂默曼（Roland Timmerman）说。

我们才刚刚触及表面

这一发现让科学家得以罕见地窥见早期宇宙的景象，并表明像黑洞和粒子碰撞这样的强大力量，从一开始就在影响着星系团。

然而，许多问题依然存在。黑洞究竟是如何将能量如此广泛地传播开来的？这些粒子如何在数十亿年间保持能量？磁场在其中又扮演了什么角色？这些谜题有待未来像平方公里阵列（SKA）这样的望远镜来帮助解答。

SKA一旦建成运行（它将拥有超过13.1万个天线），其灵敏度将远超LOFAR，并可能揭示更多隐藏在遥远宇宙中的微型晕。就目前而言，当前的研究有力地暗示，早期宇宙远比我们想象的更加充满能量和活力。

“对于早期宇宙到底有多么充满能量，我们才刚刚触及表面。这一发现为我们了解星系团如何在黑洞和高能粒子物理的共同驱动下成长和演化，打开了一扇新的窗口，”哈拉维切克-拉隆多说道。

该研究已发表在《天体物理学杂志通讯》上。

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