看看你目前所处的盘状热气晕

在我们银河系的螺旋臂之外，有一个巨大的热气晕。银河系形成于这片被称为银河系周围介质的云层中，它可能为了解开一个长期存在的谜团提供线索：宇宙之初存在的所有物质都去哪儿了？现在，科学家们已经确定，银河系的光晕呈盘状，质地呈块状，这表明随着恒星的诞生和死亡，它一直在与银河系交换气体和能量。

爱荷华大学物理学和天文学教授菲利普·卡雷特说：“我们的星系不断形成恒星，而这些气体肯定来自某个地方。”卡雷特和他的同事于 10 月 19 日在《自然天文学》杂志上发表了新发现，表明这些恒星的燃料来自银河系周围的介质。这意味着环绕我们星系的气晕不是一个独立的实体，而是不断与银河系相互作用，卡雷特说。

科学家们长期以来一直怀疑，包括银河系在内的星系周围的光晕可能隐藏着大量宇宙诞生时遗留下来的物质。研究人员估计，所有恒星、行星和其他物质来源加起来应该比我们在宇宙这一角实际测量到的普通物质或重子物质要多得多。“[如果你]把所有不同形式的物质都加起来，你就不会得到你应该得到的全部，”卡雷特说。天文学家一直在努力确定我们所知的宇宙早期存在的大约三分之一的质量。它可能存在于星系周围的光晕中，或者如另一篇最近的论文所指出的那样，存在于星系之间延伸的细丝中。

卡雷特和他的同事希望通过测量银河系晕的大小和形状来研究这个问题。如果我们的星系坐落在一个巨大的气体球内，那么这个晕可能储存了足够的质量来解释银河系“缺失”的物质。

研究人员利用 2018 年发射的 HaloSat 卫星测量了银河系周围介质中氧气发射的 X 射线。这让他们绘制出了晕的“地图”，其中辐射越强烈，表明气体越稠密。

“如果我们身处这个比星系大得多的类球形物体内部，那么光晕在各个方向上看起来应该都差不多，”卡雷特说。“如果我们身处一个薄盘中，那么如果你直接‘向上’看盘面，你会看到非常少的物质。”

卡雷特和他的同事测量到的物质形成的形状更像是飞盘的轮廓，而不是球。他说，这个圆盘的质量太小，不足以解释缺失的重子。然而，可能还有更多的物质隐藏在卫星无法触及的地方。

“我们已经证明，银河系主盘周围有一层相对较薄、密度相对较高的热气体层，”卡雷特说。“事实证明，这才是 X 射线辐射的主要成分，因此 HaloSat 很难看到可能位于其外的延伸低密度气体。”

他补充道：“盘状部分太亮了，我们无法排除延伸光晕的可能性。”

Kaaret 和他的同事还发现，该盘由团块组成，其中一些斑块发射的 X 射线比其他斑块更强烈。Kaaret 说，这些团块表明恒星群正在形成并加热气体。当他和他的团队将他们的团块盘与先前存在的氢气测量值（另一个恒星形成的标志）进行比较时，他们意识到氢气较多的地方 X 射线更亮。

根据他们的发现，该团队认为热气体从星系周围介质流入我们的星系并形成恒星。随着恒星的形成并最终死亡，它们将气体和能量泵回光晕。“这确实是一个明显的证据，表明星系形成[新恒星]的过程正在将物质循环回星系最初形成的气体中，”卡雷特说。“当前几代恒星的形成实际上正在影响未来几代恒星的形成方式。”