Tại sao môi trường liên sao rất nóng?

Trên liên kết này , nó nêu rõ như sau: "các cụm thiên hà lớn được thấm bởi lượng khí khuếch tán thậm chí còn lớn hơn. Với nhiệt độ từ 10 triệu độ trở lên".

Làm thế nào những khí khuếch tán (ion hóa) này có thể trở nên nóng như vậy khi chúng ở khoảng cách lớn với nhau và có mật độ rất nhỏ?

Trang ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) có tiêu đề Khí nóng trong một vạc thiên hà mà bạn liên kết đến mô tả được gọi là WHIM (Trung bình giữa các thiên hà nóng ấm). Chúng không phải là môi trường liên sao, mà là khí trung gian giữa các thiên hà. Sự khác biệt về mật độ là rất lớn, với mật độ trung bình giữa các vì sao ở mức trung bình (một proton trên một centimet khối), nhưng mật độ của những WHIM này thậm chí còn thấp hơn vài bậc so với , hoặc khoảng 1 đến 10 proton trên một mét khối ( Đài quan sát tia X Chandra của NASA trích dẫn mật độ trung bình 6 proton trên mét khối).$\rho ∼ 1\ ppcm$$\rho ∼ 10^{−6}−10^{−5}\ ppcm$

Điều thú vị về WHIM là chúng hoàn toàn khổng lồ. Chúng ta đang nói về khoảng cách kéo dài qua các cụm thiên hà (trải dài hàng triệu năm ánh sáng), điều đó có nghĩa là thậm chí còn khó khăn như chúng, chiếm một phần lớn trong vật chất baryonic của Vũ trụ:

Vấn đề như vậy được dự đoán sẽ chiếm một tỷ lệ khá lớn ( ) trong số tất cả các baryon trong Vũ trụ ( ) cục bộ , và do đó nó được coi là ứng cử viên tốt nhất để lưu trữ các baryon được nhìn thấy ở độ dịch chuyển cao và mất tích từ điều tra dân số đỏ thấp.$∼ 50\%$$z < 1$ [redshift in the infrared spectrum]

Vì vậy, bây giờ về sự phát xạ nhiệt của chúng và tại sao chúng được phát hiện trong phạm vi tia X ở nơi đầu tiên (bài báo của ESA đề cập đến bức ảnh được chụp bởi đài quan sát tia X XMM-Newton của ESA):

Các electron và baryon trong WHIM bị đốt nóng trong thời gian không tồn tại trong vật chất tối [Large–Scale Structures]có khả năng LSS tốt và ổn định trong các cấu trúc dạng sợi / dạng sợi bao quanh các LSS.

Tôi đã thêm một vài giải thích trong dấu ngoặc kép gói gọn trong dấu ngoặc vuông, nhưng điều này có nghĩa rằng các bộ phận của Chính những ý thích tương tác với AGN (Active Galactic Nucleus) như các thiên hà đi ngang qua, và lượng khí thải X-ray của AGN Excite baryon vấn đề để một nhiệt độ .$T ∼ 10^5−10^7 K$

Trích dẫn nguồn:

• Ngân sách Baryon vũ trụ , Fukugita et al. 1998
• Kho năng lượng vũ trụ , Fukugita & Peebles 2004

Đọc thêm:

• Khám phá tia X đến vị trí của vật chất bị mất tích , NASA
• Lần cuối cùng mất tích Vật chất bình thường được tìm thấy , Bầu trời & Kính viễn vọng
• Nghiên cứu nội dung WHIM của các cấu trúc quy mô lớn của Galaxy dọc theo đường ngắm đến H 2356-309 (PDF), L. Zappacosta và cộng sự, Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian

Chỉ cần thêm vào câu trả lời của TidalWave - một cái gì đó dễ hình dung hơn, "tại sao" tầm thường.

Cái mà chúng ta gọi là Nhiệt độ ở cấp độ nhiệt động là Tốc độ ở cấp độ nguyên tử. Nói môi trường có nhiệt độ cao tương đương với việc nói các hạt của môi trường đó di chuyển rất nhanh.

Chà, họ phải di chuyển thật nhanh. Chúng phải di chuyển nhanh hơn tốc độ thoát của các thiên hà, hoặc những thiên hà bị đẩy ra khỏi các thiên hà sẽ không thoát khỏi chúng và thay vào đó, các nguyên thủy sẽ bị các thiên hà bắt giữ. Rất thưa thớt, chúng va chạm rất hiếm khi - vì vậy bất cứ sự chậm lại nào xảy ra do va chạm (tiêu hao năng lượng, ví dụ như photon) đơn giản là gần như không bao giờ xảy ra. Nói tóm lại, bạn đang nhận được các hạt đủ nhanh (nóng) để có được (và vẫn) ở đó, và không có cơ hội hạ nhiệt.

Chúng nóng theo nghĩa tốc độ của hạt, nhưng nếu bạn ở ngoài đó, bạn sẽ bị đóng băng, vì mật độ thấp đến mức bất kỳ hạt nào trong số này có thể sẽ tác động đến bạn (và truyền cho bạn năng lượng của nó, đó là những gì bạn sẽ chú ý là nhiệt) trong khi bạn sẽ lạnh do bức xạ.