在我们的银河系旋臂之外，是一个巨大的炽热气体晕。银河系就在这个被称为“星系晕介质”的云中形成，它可能蕴含着解开一个长期存在的谜团的线索：宇宙之初存在的所有物质都去了哪里？现在，科学家们已经确定，银河系的晕呈盘状，并具有团块状结构，这表明它在恒星诞生和死亡的过程中，与星系不断地进行着气体和能量的交换。
“我们的星系在不断地形成恒星，而这些气体必然来源于某个地方，”爱荷华大学物理学和天文学教授Philip Kaaret说。Kaaret及其同事于10月19日在《自然·天文学》杂志上发表的最新研究结果表明，这些恒星的燃料来自星系晕介质。Kaaret说，这意味着环绕我们星系的 the gaseous halo 并不是一个独立的实体，而是与银河系不断互动。
科学家们长期以来一直怀疑，包括我们银河系在内的星系周围的晕可能隐藏着大量在我们宇宙诞生之初遗留下来的物质。研究人员估计，所有恒星、行星和其他物质来源加起来，应该构成比我们在宇宙角落实际测量的普通物质（或称重子物质）要多得多。“[如果你]计算所有不同形式的物质，你得不到你本应得到的所有东西，”Kaaret说。天文学家们一直在努力辨认出我们已知在宇宙早期存在的约三分之一的质量。这些质量可能存在于星系晕中 ，或者，正如另一篇近期论文所建议的，存在于延伸在星系之间的丝状结构中。
Kaaret及其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。如果我们的星系位于一个巨大的气体球体中，那么这个晕可能储存了足够的质量，足以解释银河系“丢失”的物质。
研究人员使用了2018年发射的名为HaloSat的卫星，通过测量星系晕介质中氧原子发出的x射线来进行研究。这使他们能够绘制出晕的“地图”，其中更强的辐射表明气体密度更高的区域。
“如果我们[位于]这个比星系大得多的、近乎球状的物体内部，那么晕在所有方向上应该看起来基本相同，”Kaaret说。“如果我们位于一个薄盘中，那么如果你穿过盘面直‘向上’看，你会看到很少的物质。”
Kaaret及其同事能够测量的物质形成的形状更像是飞盘的轮廓，而不是球体。他说，这个盘的质量太少了，不足以解释丢失的重子物质。然而，可能还有更多的物质潜伏在卫星的探测范围之外。
“我们已经证明，在[主]银河系盘周围存在一层相对较薄、相对稠密的炽热气体，”Kaaret说。“事实证明，这就是主导x射线辐射的来源，因此HaloSat很难看到可能在其外部存在的延伸的低密度气体。”
“类盘状成分太亮了，无法让我们排除更广泛的晕，”他补充道。
Kaaret及其同事还发现，该盘状结构具有团块状成分，有些区域比其他区域发出更强的x射线。Kaaret说，这些团块表明了恒星聚集体正在形成并加热气体的区域。当他和他的团队将他们观测到的团块状盘与先前测量的氢气（另一个恒星形成的标志）进行比较时，他们意识到x射线在氢气更多的区域更亮。
根据他们的发现，该团队认为炽热气体从星系晕介质流入我们的星系并形成恒星。随着恒星成型并最终死亡，它们将气体和能量重新注入到晕中。“这清楚地证明了星系形成[新恒星]的过程正在将物质循环回星系最初形成的原始气体中，”Kaaret说。“当前几代的恒星形成实际上正在影响未来几代恒星的形成。”
