横跨数百万光年，星系间的介质中，不仅存在气体，而且如此致密！
横跨数百万光年，星系间的介质中，不仅存在气体，而且如此致密！Original 手机软件：博科园
天文物理 6/19
为了解宇宙中最普通的物质，以及发生在普通物质身上不寻常的事情，一个耶鲁大学领导的天文学家团队深入到宇宙迷雾中。研究发现关于重子动力学有趣的新细节，重子是亚原子粒子(包括质子和中子)的集合，它们构成了宇宙中大部分可见物质。大多数重子位于星系间介质(IGM)中，IGM是介于星系之间的空间，物质既不受周围系统的束缚，也不受周围系统的牵引。
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耶鲁大学博士后助理尼尔·曼德尔克和弗兰克·c·范登·博施教授报告了迄今为止对IGM大片区域最详细的模拟。这是第一次，能够看到IGM中寒冷、稠密的气体云是如何组织起来的，并在广阔的宇宙中，在更大的物质“薄片”或“薄煎饼”中发生反应，这一发现发表在《天体物理学》上。多年来，研究人员一直试图将IGM的结构和性质拼凑在一起：一方面是为了测试大爆炸宇宙学的标准模型，该模型预测80%-90%的重子都在IGM中，另一方面也是为了研究IGM作为宇宙燃料来源的关键作用。星系之所以能够不断地形成恒星，是因为新气体从IGM流入星系，很明显，如果星系不吸收来自IGM的新鲜气体，它们将在很短的时间内耗尽气体。然而，检测IGM的气体极其困难，与在星光下闪耀的星系不同
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IGM中的气体几乎从来没有足够的亮度来直接探测到。相反，它必须通过吸收背景光来间接研究。这种吸收研究使研究人员能够了解气体云的密度和化学成分。特别是，能够发现附近星系的恒星形成是否用金属(比氦更重的元素)污染了气体。通过新的模拟，耶鲁大学的研究小组学到了很多：包括前面提到的重子“薄片”的新特性。这些是物质的扁平分布，被称为‘薄煎饼’，横跨数百万光年。
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研究发现，这些薄煎饼里的气体不是均匀分布，而是破碎成类似‘宇宙雾’的东西，由相对寒冷和稠密气体组成的微小离散云组成。这种稠密气体云被认为只在靠近星系的空间区域形成，那里的气体自然密度更大。但新的模拟表明，它们也可以从低密度IGM中凝聚出来，这种现象是自然发生的，是由气体的有效冷却引发的不稳定结果。这个宇宙雾的另一个方面，是原始的，它离任何星系都太远，不会被金属污染。
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这一发现意义重大，因为它解释了从星系远距离观测到高密度、无金属云层令人困惑的现象。天文学家无法解释这一现象，但新的模拟研究表明，它们的存在可能只是自然过程的结果。研究突出了正确解决IGM中气体性质问题的重要性。为了更好地解决中心星系的问题，这一问题往往被忽视。尤其是在前几代宇宙学模拟都没有发现IGM中有如此致密的气体情况下，很难理解IGM中的气体是如何变得如此致密。
博科园｜研究/来自：耶鲁大学参考期刊《天体物理学》DOI: 10.3847/2041-8213/ab30cb
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