歐洲航天局XMM-牛頓衛星發現，潛伏在銀河系光暈中的氣體，達到的溫度比之前想象的要高得多，化學成分也與預測的不同，這對我們對銀河系家園的理解提出了挑戰。光暈是一個圍繞星系的由氣體、恆星和不可見暗物質組成的廣闊區域。它是星系的關鍵組成部分，連線著更廣闊的星際空間，因此被認為在星系演化中扮演著重要角色。

到目前為止，銀河系的光暈被認為是含有單一溫度的熱氣體，這種氣體的確切溫度取決於星系品質。然而，一項利用歐空局xmm-牛頓X射線空間觀測站的新研究表明，銀河系光暈包含了三種不同的熱氣體成分，其中最熱的一種比之前認為的要熱10倍。這是第一次不僅在銀河系，而且在任何星系中都發現了多種以這種方式構造的氣體成分。這項新研究的主要作者、俄亥俄州立大學的研究生桑斯克裡蒂·達斯(Sanskriti Das)說：

原以為銀河系光暈中的氣體溫度在10000度到100萬度左右，但事實證明，銀河系光暈中的一些氣體，可以達到酷熱的1000萬度。雖然研究人員認為，在星系最初形成時，氣體會被加熱到100萬度左右，但不確定這個成分是如何變得如此熱的。這可能是由於銀河系內恆星盤發出的恆星風所致。這項研究使用了XMM-牛頓衛星上的兩種儀器：反射光柵光譜儀(RGS)和歐洲光子成像相機(EPIC)。EPIC被用來研究光暈發出的光，RGS被用來研究光暈是如何影響和吸收通過它的光的。

為了探測銀河系吸收中的光暈，天文學家們觀察到了耀變體：這是一個非常活躍、能量很高遙遠星系的核心，正在發出強烈的光束。在這束耀眼的X射線在宇宙中傳播了近50億光年，在到達XMM-牛頓衛星探測器之前，也穿過了我們銀河系的光暈，因此掌握了這個氣態區域性質的線索。與之前通常持續一到兩天的銀河系光暈X射線研究不同，該團隊進行了為期三週的觀測，所以能夠探測到通常太微弱而看不見的訊號。

同樣來自俄亥俄州立大學、桑斯克裡蒂顧問的合著者斯米塔·馬圖爾說：我們分析了耀變體的光，並將重點放在了個別光譜特徵上：光的特徵可以告訴我們它在途中經過的物質。有一些特定訊號只存在於特定的溫度下，所以能夠確定光暈氣體一定有多熱，才能像它那樣影響耀眼的光。銀河系熱暈也被比氦更重的元素大大增強，氦通常是在恆星生命的後期產生。這表明，這個光暈接收了某些恆星在其生命週期和最後階段創造的物質，並在它們死亡時丟擲到太空中。

到目前為止，科學家們主要在尋找氧，因為它豐富，因此比其他元素更容易找到。本研究更為詳細：不僅觀察了氧氣，還觀察了氮、氖和鐵，發現了一些非常有趣的結果。科學家們預計，光暈包含的元素比例與太陽中的元素比例相似。然而，研究人員注意到光暈中的鐵比預期要少，這表明光暈已經被大品質的垂死恆星富集，而且氧也更少，這可能是因為光暈中的塵埃粒子吸收了這種元素。這完全出乎意料，告訴我們關於銀河系是如何演化成今天的銀河系。

新發現的熱氣成分還具有更廣泛含義，影響我們對宇宙的整體理解。銀河系包含的品質比預期要小得多：這就是所謂的“失蹤物質問題”，因為我們觀察到的與理論預測不符。歐空局普朗克宇宙飛船從其對宇宙的長期測繪中預測，宇宙中略低於5%的品質，應該以“正”物質的形式存在，如組成恆星、星系、行星等的那種物質。羅馬天文學協會和哈佛史密森天體物理中心的合著者法布里齊奧·尼卡斯特羅說：

然而，當把我們看到的一切加在一起時，其數字與這個預測相去甚遠，那麼其餘的在哪裡呢？一些人認為它可能隱藏在星系周圍延伸的大品質光暈中，這讓我們的發現非常令人興奮。由於銀河系光暈的這一熱成分以前從未見過，所以它可能在之前的分析中被忽略了，因此可能包含了大量的這種“缺失”物質。ESA XMM-牛頓衛星專案科學家Norbert Schartel說：這些觀測為銀河系及其光暈的熱和化學史提供了新見解，並挑戰了我們對星系形成和演化的知識。

參考期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab3b09