宇宙星系之間區域並不空曠：氣體物質與流浪恆星

星系與星系之間的廣袤空間里，其實並不空

　　新浪科技訊 北京時間7月30日消息，在宇宙星系之間存在巨大的空曠區域，跨越數百萬光年，這些區域看上去似乎空無一物。但事實上，在這些區域內含有的物質成分甚至可能比星系區域還要更多。

　　如果你在這裡選取一個立方米的空間，那麼其中含有的原子數量可能平均還不到一個，但是當你將如此巨大的空間里含有的物質加到一起時，你會發現它們將會佔到所有物質總量的50%~80%。」

　　那麼，這些物質從何而來，它們未來的命運幾何？

　　分布在星系之間區域的物質，通常被稱作「星系間介質」（IGM），基本上是一些高溫的離子態氫離子（失去外層電子的氫原子），另外也有少量原子量更大一些的元素，比如碳，氧和硅等等。雖然這些元素通常因為太暗而難以被直接觀察到，但科學家們之所以知道它們的存在，是因為它們會在路過的光線之中留下蛛絲馬跡。

　　在上世紀1960年代，天文學家們發現了類星體，這是一種距離非常遙遠，亮度極高的活動星系核。而在那之後不久，科學家們注意到來自脈衝星的光譜信號中存在一些神秘的吸收線。這些吸收現象發生在光線從脈衝星發出，抵達地球上的望遠鏡之間的路途當中，沒錯——正是所謂的「星系間介質」氣體物質產生了這樣的吸收現象。

　　在接下來的數十年間，天文學家們已經在這些區域中發現了縱橫分布的巨大的網狀結構，其中含有的氫和其他稍重一些的元素的量，加到一起超越了星系本身的物質含量。這些氣體物質當中，有一部分可能是從宇宙大爆炸誕生至今並沒有經歷過太多的變化，但其中稍重元素的存在也表明，受到周圍星系內恆星的影響，被播撒了一些外來元素物質。

　　儘管在星系間那些最偏遠的區域，隨著宇宙膨脹的進行，這些地方實質上將永遠孤立於星繫世界之外，但這些「郊區」對於星系的發展卻將起到關鍵性作用。在星系引力作用下，星系間介質會逐漸向星系靠攏聚集，速率大約是每年一個太陽質量，這幾乎與銀河系銀盤內恆星產生的速率相當。

　　IGM是為星系內恆星新生提供物質的重要來源。如果沒有外來氣體物質的持續補充，隨著氣體物質逐漸耗盡，星系內恆星誕生的過程將逐漸停止。

　　為了更好的觀測IGM現象，天文學家們也開始更加重視對來自遙遠星系內所謂快速射電暴（FRB）的觀測。通過這種手段，結合此前對類星體進行的觀測，天文學家們持續對IGM的各項性質進行研究，並大致確定了其溫度和密度。

　　儘管在星系之間的區域氣體其實很多，但那並非唯一的存在；天文學家們還在這些空曠地帶觀測到孤立的恆星。有些專家將這些恆星稱作「星系間恆星」或者「流浪恆星」。一般認為這些恆星是從其最初誕生的星系當中被「踢」出來的，原因可能是受到黑洞或者與其他星系之間發生碰撞產生的影響。

　　事實上，在星系間空曠地帶到處流浪的恆星數量可不少。根據2012年發表在《天體物理學報》的一篇論文，顯示已經發現阿紫銀河系邊緣至少存在650顆遊離狀態的恆星，而根據一些估算值，宇宙中這樣的恆星數量可能多達數萬億顆。

　　科學家利用宇宙紅外背景實驗得到的結果顯示，來自恆星的星光中，有將近一半來自星系之外的恆星，但至少在目前，這一觀點還沒有被天文學界完全接受。因此，在目前這個階段，在星系間究竟存在多少恆星？可以說這仍然是一個開放性的問題。（晨風）

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