天文学家观察到围绕银河系原星团的灼热气体云

天体物理学家在夏威夷Maunakea使用W. M. Keck天文台在早期宇宙中发现了一个星系原星系团，周围环绕着令人惊讶的热气体。

这种灼热的气体拥抱着一个由一个名为COSTCO-I的巨大星系集合组成的区域。当宇宙年轻11亿年时观察到，COSTCO-I可以追溯到一个时代，当时充满可见星系外大部分空间的气体，称为星系际介质，明显冷却。在这个被称为“宇宙正午”的时代，宇宙中的星系处于形成恒星的顶峰;他们稳定的环境充满了形成和生长所需的冷气体，温度约为10，000摄氏度。

相比之下，与COSTCO-I相关的气体大锅似乎领先于时代，在炎热，复杂的状态下烘烤;它的温度类似于今天的星际介质，从100万摄氏度到000多万摄氏度，通常被称为“暖热星际介质”(WHIM)。

这一发现标志着天体物理学家首次发现了一块显示出现代星系际介质特征的古代气体;它是迄今为止已知最早的宇宙部分，沸腾到今天的心血来潮的温度。

这项研究由Kavli宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU，东京大学的一部分)的一个团队领导，发表在“天体物理学杂志快报”上。

“如果我们将今天的星系际介质视为一个巨大的宇宙炖菜，正在沸腾和起泡，那么COSTCO-I可能是天文学家观察到的第一个泡沫，在遥远的过去，大部分锅仍然很冷，”Kavli IPMU助理教授，该论文的合著者Khee-Gan Lee说。

该团队在宇宙只有目前年龄的四分之一时观察了COSTCO-I。星系原星系团的总质量超过太阳质量的400万亿倍，跨越数百万光年。

虽然天文学家现在经常发现这种遥远的星系原星团，但研究小组在使用凯克天文台的低分辨率成像光谱仪(LRIS)检查覆盖COSTCO-I区域的紫外线光谱时发现了一些奇怪的东西。通常，星系原星系团的大质量和尺寸在与原星系团气体相关的中性氢的特定波长中观察时会投下阴影。

在COSTCO-I的位置没有发现这样的吸收阴影。

“我们感到惊讶，因为氢吸收是搜索星系原星系团的常用方法之一，而COSTCO-I附近的其他原星团确实显示出这种吸收信号，”东京大学硕士生，该研究的主要作者Chenze Dong说。“凯克I望远镜上LRIS的灵敏紫外线能力使我们能够高度自信地制作氢气图，而COSTCO-I的签名根本不存在。

缺乏中性氢追踪原星团意味着原星团中的气体必须加热到可能达到百万度的温度，远远高于那个遥远时期星系际介质预期的冷却状态。

“异想天开的性质和起源仍然是目前天体物理学中最大的问题之一。能够瞥见WHIM的早期加热点之一将有助于揭示导致星系间气体沸腾成当今泡沫的机制，“李说。“这种情况是如何发生的有几种可能性，但它可能是由于气体在引力坍缩期间相互碰撞时升温，或者巨大的无线电射流可能从原星系团内的超大质量黑洞中泵送能量。

星系际介质充当将原材料输送到星系中的储气层。热气体的行为与冷气体不同，冷气体决定了它们流入星系形成恒星的难易程度。因此，能够直接研究早期宇宙中WHIM的增长，使天文学家能够建立星系形成和燃料气体生命周期的连贯图景。

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