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星系际空间不是一片空白

2019-7-22@艾米

星系之间的巨大空隙可以延伸数百万光年,并且可能看起来是空的。但这些空间实际上比星系本身包含更多的物质。

科罗拉多大学博尔德分校的天文学家迈克尔·舒尔(Michael Shull)称:“这些空间的一立方米,其中仅有不到一个原子。但是当你把这些都加起来的时候,它就会占到所有普通物质的50%到80%之间。”

星系际空间不是一片空白

那么,这一切是从哪里来的呢?这是怎么回事?

星系之间的物质(通常称为星系际介质,或简称IGM),大多是热的电离氢(失去电子的氢),带有碳、氧和硅等较重元素。虽然这些元素通常不会发出足够的光,无法直接看到,但科学家们知道它们在那里,因为它们在经过的光线上留下了标记。

在20世纪60年代,天文学家首次发现了类星体(在遥远的宇宙中非常明亮和活跃的星系),不久之后,他们注意到来自类星体的光有缺失的碎片。这些碎片被类星体和天文学家望远镜之间的物质所吸收,这就是IGM气体。在此后的几十年里,天文学家发现了大量的气体和重元素的网状物和细丝,它们共同包含的物质多于所有星系的总和。其中一些气体很可能是从宇宙大爆炸中遗留下来的,但较重的元素暗示其中一些气体来自于由星系喷出的旧星尘。

随着宇宙膨胀,IGM最偏远的区域将永远与邻近的星系隔离,但更多的“郊区”区域在星系生命中起着重要作用。在星系的引力作用下,IGM以每年大约一个太阳质量的速度缓慢聚集到星系上,这大约是银河系盘中恒星形成的速率。

舒尔说“IGM是一种为星系中的恒星形成提供能量的气体。如果我们的银河系没有让气体落进去,被引力拉入,恒星的形成会随着气体(在星系中)的耗尽而慢慢地停止。”

为了探测IGM,天文学家也开始研究来自遥远星系的快速无线电爆发。利用这一技术和通过检查类星光,天文学家继续研究IGM的特性,以确定其变化的温度和密度。

舒尔说“通过测量气体的温度,你可以得到它的起源线索,它让我们知道它是如何变热的,以及它是如何到达那里的。”

虽然气体普遍存在于星系之间,但它并不是唯一存在的东西;天文学家也发现了恒星。这些恒星有时被称为星系际或流浪恒星,这些恒星被认为是由黑洞或与其他星系碰撞从其诞生星系抛出的。

事实上,漫步于虚空的星星可能相当常见。2012年发表在《天体物理学杂志》上的一项研究报告说,在银河系边缘有超过650颗这样的恒星,据一些估计,宇宙中可能有数万亿颗。

罗切斯特研究所的天文学家Michael Zemcov说“我们对宇宙红外背景实验的结果表明,来自恒星的光中有一半来自星系外的恒星,但我想说这不是目前普遍接受的观点。有多少星系际恒星是一个悬而未决的问题。”

本文源自 Live Science ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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