银河系光晕存在的灼热气体到底是什么？

北京时间3月2日消息，据国外媒体报道，欧洲航天局XMM-牛顿卫星最新观测发现，潜伏在银河系光晕内的气体温度远超过预期，其化学成分也不同于预期，这对我们探索银河系起源提出了挑战。

光晕是环绕星系的一个大型环状结构，由气体、恒星、不可见的暗物质构成，它是星系重要的组成部分，连接着更广阔的星系空间，因此被认为是星系演化中具有至关重要的角色。

此前科学家认为，星系光晕包含着单一温度的炽热气体，气体确切温度取决于星系的质量大小。

然而，科学家基于XMM-牛顿卫星观测数据获得最新发现，银河系光晕包含不止一种，而是三种不同炽热气体，其中最高温度气体部分比预期值高10倍。他们还指出，不仅在银河系，很可能任何星系都存在多样化气体成分。

美国俄亥俄州大学研究生桑斯克里蒂·达斯(Sanskriti Das)说：“我们认为星系光晕气体温度达到1万-100万摄氏度，甚至光晕中某些气体温度高达1000万摄氏度。”

虽然我们认为星系最初形成时，气体会被加热至100万摄氏度，但我们并不确定气体部分是如何变得高温炽热，猜测可能与银河系内星盘释放的恒星风有关。

这项研究结合XMM-牛顿卫星机载的两个勘测仪器的观测数据，这两个勘测仪器是反射光栅光谱仪(RGS)和欧洲光子成像相机(EPIC)，EPIC用于研究光晕释放的光线，RGS被用于研究光晕如何影响和吸收通过它的光线。

为了探测银河系光晕如何吸收光线，达斯和同事观测了耀变星，这是一种非常活跃、充满能量的遥远星系内核，它不断地释放强烈光线。

耀变星释放的X射线在宇宙中穿梭了近50亿光年，在抵达XMM-牛顿卫星探测器之前穿过了银河系光晕，它将为探索这个气态区域属性提供重要线索。

之前科学家对银河系光晕的X射线研究通常仅持续一至两天，与之不同的是，达斯和研究同事进行了为期三周的观测分析，他们能够探测到非常昏暗无法观察到的信号。

研究报告合著作者、俄亥俄州立大学斯米塔·马图尔(Smita Mathur)说：“我们分析了耀变星释放的光线，并锁定了它的光谱特征，这将揭晓耀变星穿过银河系光晕的过程。有一些信号仅存在于特定温度条件下，所以我们能够确定光晕气体的温度值，分析其如何影响耀变星光线。”

同时，银河系炽热光晕也富含比氦更重的元素，通常这些元素是在恒星生命晚期产生的，从而表明光晕接收了某些恒星生命末期产生的物质，这些恒星死亡时将宇宙物质抛向太空。

达斯强调称，迄今为止，科学家主要寻找的是氧，因为它的含量丰富，因此比其他元素更容易找到，我们的研究更加细致，不仅研究了氧，还分析了氦、氖和铁，获得了一些非常有趣的发现。

科学家预计银河系光晕中所含元素的比例与太阳系相似，达斯和同事注意到光晕中铁元素比预期更少，表明银河系光晕中存在大量垂死恒星，并且氧气含量较少，这可能是由于光晕中尘埃粒子吸收了氧元素。

达斯指出，这项最新真的令人兴奋，而且完全出乎意料，它向人们揭示银河系是如何演变成现今的模样，我们亟待更多的探索发现。

最新发现的炽热气体成分也有更广泛的含义，影响我们对宇宙的整体理解。事实上，银河系所包含的质量远低于我们的预期，这就是所谓的“丢失物质问题”，因为我们所观察到的与理论预测不符。

在对宇宙的长期测绘中，科学家依据欧洲航天局普朗克宇宙飞船观测数据分析，宇宙仅有不足5%的质量应该以“正常物质”的形式存在，这些物质构成了恒星、星系、行星等。

研究报告合著作者、意大利国家天体物理研究院(INAF)法布里齐奥·尼卡斯特罗(Fabrizio Nicastro)称，当我们将所观测到的物质全部计算在内，与之前预测相差甚远，剩下的物质在哪呢?一些专家这些神秘物质可能隐藏在银河系周围延伸的巨大光晕中，这些观点使我们的最新研究变得令人兴奋!

由于银河系光晕中的高温成分以前从未被发现过，因此之前科学家很可能将其忽视了，这意味着银河系光晕中包含大量“失踪”物质。

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