如何测量星系团中热气体的粘度，以了解星系团之间的动力学？

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宇宙中有这样一种看似“模糊”的存在，它叫做星系团，通过重力的作用将数百、乃至数千个星系束缚在一起。在之前的探索中，科学家们普遍认为星系团中的气体粘度不会太低，并且，其中的热气体很可能像蜂蜜从勺子上滑下时一样，看上去厚而粘稠。但是，通过NASA钱德拉X射线天文台的观测，研究人员发现了该星系团中热气体与预期有所不同的表现：虽然，星系团中含量依然非常丰富，但是这些热气体的粘度却比较低，更像是在咖啡杯里搅拌的牛奶那样光滑，这和科学家们之前所预期的气体粘度有较大的出入。

团簇磁场中的小规模不规则性

要理解为什么星系团中的气体粘度会有这样的表现，我们首先需要清楚的就是关于星系团的组成，其中主要包括暗物质、个别星系和气体，由于被发现的气体所拥有的密度特别低，所以无法在实验室的环境中再造，这就是为什么X射线观察会如此重要的原因。科学家通过研究的数据分析得出，之所以气体的粘度较低，可能是因为在团簇磁场中存在小规模的不规则性，也正是这些不规则性，导致了气体颗粒可以自由行进的距离减少了。

与此同时，在这些研究的进行过程中，科学家们还对其中一个气体密度相对更低的区域进行了研究。在这里，热气体的颗粒需要行进得更远，大概需要大约100000光年，才能够达到彼此相互作用。由此，钱德拉X射线天文台便可以在这场漫长得旅行中，探测到这些粒子的行踪。尤其是在和距离3.2亿光年远的物体中、原子粒子之间的相互作用相关尺度上研究物理学，更是令所有研究人员觉得最惊讶的一方面。这些有意思的研究测试，为研究热气体的基本特征提供了不错的机会。并且，科学家们还可以通过观察热气体粘度的相关研究，更多得了解星系团之间像碰撞和合并这样的动力学。

两个星系相撞时的惊人后果

我们可以从哈勃望远镜发布的星系NGC4485图像中看到，不仅可以看到该星系内重力形成的复杂形状，还可以看到它的附近被一个更大的星系扭曲，并且达到了数百万年。这两个星系和地球相聚3000万光年，一起形成了Arp269。它们是通过大量的银河系物质连接起来，并且在接近之后又相互远离。宇宙中的尘埃和气体组成了“溪流”，那些明亮的恒星形成一个区域，然后在该区域出现了年轻又巨大的蓝色恒星。但是，这样巨大的蓝色恒星的生命周期却并不长久，在仅仅几百万年以后，它们就会耗尽核燃料，然后得到生命的爆发。反之，通过这些爆炸的碎片，与宇宙中尘埃和气体中较重的元素发生反应，以产生新一代恒星。

通过哈勃的图像，我们了解了发生灾难的星系周围的两个不同区域，提供了对星系演化这个复杂而神秘领域的进一步见解。这也是该星系哈勃发所发布的第二张照片，两个用于制作照片的过滤器，被连接到望远镜的宽视场摄像机3。NGC 4485在图像的右侧，恒星、气体、尘埃，以及明亮的恒星形成区域，较大的星系邻居释放的引力将其撕裂掉；而它的左边，则是银河系先前的螺旋结构的残骸，它曾经也像一个正常的星系一样发展，

隐藏在视线中的星系团被发现

在钱德拉的PKS1353-341类星体宽带图像中，我们可以看到明亮的中心和在其周围的漫射星团，这也是天文科学家们发现的第一个隐藏在视线中，与凤凰类似的星团，并且它和银河系的距离并不是很远，和地球相距大约24亿光年。该星团的中心星系特别明亮，亮度能够达到地球太阳亮度的460亿倍以上，如果将地球的太阳和该星团的质量进行比较，那么这个星团大约是地球太阳的690万亿倍，而银河系的质量则大约是太阳的4000亿到7800亿倍之间。

麻省理工学院的天体物理学家Taweewat Somboonpanyakul表示，在以后的宇宙探索中，更多的去发现和“凤凰”类似的星团，将对解决星系团演化的奥秘有所助益。比如，关于冷却流这样的疑问，并且，在科学家们的计算机模拟预测中所存在的群集中最明亮的星系，会比实际上看到的冷气体和新生恒星更多。在经过更多的对凤凰状星团的分析以后，或许就可以证实很多星团中心的超大质量黑洞的活动，可以为这样的难题提供解释上的帮助。

陷入星系团的螺旋星系会失去气体

在大质量的科马星系团附近，有一个和它距离很接近的螺旋星系D100，有红色的炽热氢气流从这里发出，然后向着巨大的科马星系团中心倾斜，和地球相聚大约3.3亿光年，形成的那条长而细的尾巴，达到了大约200000光年。并且，我们还可以在尾部的中部附近，看到其发出的蓝色年轻恒星团。在这里，会有足够的氢气，用以提供恒星形成过程中所需要的燃料，螺旋星系D100的气体也随之被剥夺。当星系穿过星系周围的星际物质之时，它的尘埃和气体都会从里面排出，最后，D100将耗尽氢气，以成就新的恒星。

从充满恒星的螺旋形星系，演变为一个红色的死亡星系，从螺旋臂消失，到星系没有了气体，该星系算得上是一个比较极端的例子，但也是在大质量星团中相对比较常见的演变过程。科学家们认为，D100的冲压力剥离，已经持续了大约3亿年的时间。并且，它的尾部会比其他大多数类似的星系更加明显而平滑。而这些干净的边缘和细丝结构，似乎都表明了磁场一直在塑造它的时候会起到很大的作用，会在尾部气体中形成细丝，而没有磁场的尾部会比细丝更容易结块。科学家们预计，在经历几亿年的时间以后，D1000便可能会彻底失去自己的螺旋结构，剩下的仅仅是红色的恒星。

原文地址：今日头条