Sunyaev–Zeldovich方法在红移4.3处探测到了星系团内的热气体

《Nature》：Sunyaev–Zeldovich detection of hot intracluster gas at redshift 4.3

利用ALMA观测到z=4.3星系团SPT2349–56中心存在高温ICM，其热能约10倍于引力预期，揭示早期星系团形成中存在显著加热机制，挑战现有理论。

　　

摘要

当今星系团中的大多数重子以高温气体的形式存在（温度超过10^7 K），构成了星系团内部介质（ICM）¹。宇宙学模拟预测，随着时间的推移，ICM的质量和温度会逐渐降低，因为年轻星系团中的气体仍在不断聚集并被加热^2,3,4。迄今为止，只有在z值约为2或更高的少数系统中才确凿地探测到高温ICM，这使得ICM的形成时间和机制仍然不确定^5,6,7。在这里，我们利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array）通过观测原星系团SPT2349–56中的热Sunyaev–Zeldovich特征，直接探测到了高温星系团内部气体。SPT2349–56在z=4.3时包含一个巨大的分子气体库以及三个射电噪声较强的活动星系核（AGN），这些结构分布在大约100千帕斯的区域内^8,9,10,11。测量结果显示，其核心区域的热能量约为10^61 erg，这一能量远超过仅由引力作用所产生的能量。与当前的理论预测相反^3,4,12，SPT2349–56中的高温ICM表明，在星系团形成初期就可以发生显著的加热过程，从而在z值约为2时成熟星系团普遍出现之前，就足以使新生ICM的温度升高到较高水平。