科学家们直接观测到了红移为4.3的原始星团SPT2349-56中的热星团内气体，这一发现挑战了现有的星系团形成理论模型。研究人员利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），在这个早期星系团中探测到了热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇（SZ）效应，这是热气体的标志。

这项发表在近期《自然》杂志上的观测结果显示，SPT2349-56核心区域的热能约为10^61尔格。这个能量水平大约是仅靠引力作用预期产生的能量的十倍。根据这项研究，这表明在星团组装的早期阶段，就存在着大量的加热机制，可能在星团内介质（ICM）完全形成之前就使其过热。

星团内介质由热（10^7 K）气体组成，包含了星系团内大部分的重子，即普通物质。宇宙学模拟先前表明，ICM的质量和温度应该在宇宙早期降低，因为气体仍在组装和加热过程中。在此发现之前，对热ICM的可靠探测仅限于红移为2或以上的系统，这使得ICM组装的时间和机制存在不确定性。

SPT2349-56位于红移4.3处，在一个跨越约100千秒差距的区域内，拥有大量的分子气体和三个射电响亮的活动星系核（AGN）。这些特征使其成为研究早期星团形成的独特环境。在该原始星团中探测到SZ效应，为显著的加热可能比先前预期的更早发生提供了直接证据。

苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应是一种宇宙微波背景（CMB）光子被ICM中的热电子散射的现象，导致CMB光谱发生畸变。通过测量这种畸变，科学家可以推断出热气体的温度和密度。

该项目的一位主要研究人员说：“这一发现为星系团形成的早期阶段提供了重要的见解。它表明，当前的理论模型可能需要修改，以解释在该系统中观察到的快速加热现象。”

这些发现对我们理解早期宇宙中星系和大规模结构的形成具有重要意义。在这个早期时代存在如此热的ICM表明，反馈过程，例如来自AGN的反馈过程，可能在调节星系和星团的增长方面发挥了比先前认为的更重要的作用。

未来的研究将侧重于研究其他高红移原始星团，以确定在SPT2349-56中观察到的快速加热是一种普遍现象还是一个异常值。计划利用ALMA和其他望远镜进行进一步观测，以探测ICM的性质以及AGN在加热气体中的作用。这些研究将有助于完善我们对塑造我们今天所观察到的宇宙的复杂过程的理解。