使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列 (ALMA)，ESO 是其中的合作伙伴，天文学家在蜘蛛网星系周围仍在形成的星系团中发现了一个巨大的热气体库——这是迄今为止对此类热气体的最远探测。星系团是宇宙中已知的最大天体之一，今天发表在《自然》杂志上的这一结果进一步揭示了这些结构开始形成的时间。
顾名思义，星系团拥有大量星系——有时甚至数千个。它们还包含大量的“星团内介质”(ICM) 气体，渗透到星团中星系之间的空间。这种气体实际上大大超过了星系本身。星系团的大部分物理学都很好理解;然而，对 ICM 形成的最早阶段的观察仍然很少。
以前，ICM 只在完全形成的附近星系团中进行过研究。在遥远的原星团(即仍在形成的星系团)中检测 ICM 将使天文学家能够在形成的早期阶段捕捉到这些星团。由该研究的第一作者和意大利里雅斯特大学的研究员 Luca Di Mascolo 领导的团队热衷于检测宇宙早期阶段原星团中的 ICM。
星系团的质量如此之大，以至于它们可以聚集气体，这些气体在落向星系团时会升温。意大利里雅斯特意大利国家天体物理研究所 (INAF) 的研究员、研究。“追求这种关键的观测确认使我们仔细选择了最有希望的候选原星团之一。” 那就是蜘蛛网原星团，位于宇宙只有 30 亿岁的时代。尽管是研究最深入的原星团，ICM 的存在仍然难以捉摸。
Di Mascolo 的团队通过所谓的热 Sunyaev-Zeldovich (SZ) 效应检测到蜘蛛网原星团的 ICM。当来自宇宙微波背景的光——大爆炸的遗迹辐射——穿过 ICM 时，就会发生这种效应。当这种光与热气体中快速移动的电子相互作用时，它会获得一点能量，并且它的颜色或波长会发生轻微变化。“在正确的波长下，SZ 效应因此表现为星系团对宇宙微波背景的阴影效应，”Di Mascolo 解释道。
通过测量宇宙微波背景上的这些阴影，天文学家因此可以推断出热气体的存在，估计其质量并绘制其形状图。“由于其无与伦比的分辨率和灵敏度，ALMA 是目前唯一能够对大质量星团的遥远前身进行此类测量的设施，”Di Mascolo 说。
他们确定蜘蛛网原星团包含大量温度为几千万摄氏度的热气体。此前，曾在这个原星团中检测到冷气体，但在这项新研究中发现的热气体质量超过它数千倍。这一发现表明，蜘蛛网原星团确实有望在大约 100 亿年内变成一个巨大的星系团，其质量至少增加 10 倍。
该论文的合著者兼 ESO 研究员 Tony Mroczkowski 解释说：“这个系统展现出巨大的反差。随着系统的演化，热的热成分会破坏大部分冷的成分，我们正在目睹一个微妙的转变。”他总结道，“它为长期存在的理论预测提供了观测证实，即在宇宙中最大的引力束缚物体的形成。宇宙。”
这些结果有助于为 ALMA 和 ESO 即将推出的超大望远镜 ( ELT ) 之间的协同作用奠定基础，这“将彻底改变对蜘蛛网等结构的研究，”该研究的合著者兼天文台研究员马里奥·诺尼诺 (Mario Nonino) 说的里雅斯特天文台。ELT 及其最先进的仪器，如HARMONI和MICADO，将能够窥视原星系团并向我们详细介绍其中的星系。结合 ALMA 追踪正在形成的 ICM 的能力，这将提供对早期宇宙中一些最大结构组装的重要一瞥。
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