мини|upright|Рачунарска симулација, која приказује расподелу топло-врелог међугалактичког гаса. Топло-врела међугалактичка средина (, WHIM) представља разређену плазму у свемирском простору, чија се температура креће између 10 и 10 К (што се по астрономским мерилима сматра распоном од „топлог” до „врелог”). Космолози сматрају да ова материја испуњава простор између галаксија и чини основу такозване „космичке мреже”. Према савременим моделима, WHIM у тренутној епохи развоја свемира садржи приближно 40–50% целокупне барионске („обичне”) материје.

Особине и састав За разлику од тамне материје, WHIM чини обична материја — бариони (углавном протони и неутрони) и електрони. У физичком смислу, он представља високо јонизовани гас. Рачунарске симулације структуре свемира на великим скалама показују да WHIM формира влакнасту мрежу, која повезује галактичка јата.

Ова средина је изузетно разређена, са просечном густином од свега 1–10 честица по кубном метру. Висока температура (10–10 К) одржава се путем гравитационих процеса и активности галаксија. Унутар галактичких влакана настају ударни таласи гаса, изазвани активним галактичким језгрима, као и процесима спајања и акреције. Значајан део ослобођене гравитационе енергије претвара се у топлотну енергију путем механизма бесударног ударног загревања.

Проблем несталих бариона На основу теорије примордијалне нуклеосинтезе и посматрања космичког позадинског зрачења, научници могу прецизно да предвиде количину барионске материје настале након Великог праска. Међутим, пописивањем видљиве материје у савременом свемиру (звезда, галактичког гаса, прашине), установљено је да се опажа само око половине предвиђене количине бариона. Ово неслагање добило је назив „проблем несталих бариона”. Хипотеза о постојању WHIM-а нуди решење: „изгубљени” бариони нису нестали, већ се налазе у облику врелог гаса у међугалактичком простору, који је тешко детектовати.

Методе посматрања Посматрање топло-вреле међугалактичке средине прате знатне потешкоће. С једне стране, гас је превише разређен да би емитовао довољно светлости за директну детекцију оптичким телескопима. С друге стране, није довољно врео да би произвео снажно рендгенско зрачење, какво је карактеристично за врео гас унутар галактичких јата.

Главне методе детекције укључују: Рендгенска апсорпциона спектроскопија: Потрага за линијама апсорпције високо јонизованих елемената (на пример, кисеоника O VI, O VII или неона Ne VIII) у спектрима удаљених квазара. Атоми у WHIM-у апсорбују део рендгенског зрачења позадинских објеката, остављајући за собом карактеристичан траг. Емисија у меком рендгенском спектру: Покушаји да се детектује слабашан сопствени сјај (емисија) гаса. Дисперзија радио-таласа: Анализа кашњења сигнала брзих радио-бљескова, која настаје приликом проласка радио-таласа кроз јонизовану средину.

Историја истраживања Сазнања о WHIM-у дуго су се заснивала претежно на теоријским прорачунима и рачунарским симулацијама, али су се у XXI веку појавиле и посматрачке потврде. Тако је у мају 2010. године рендгенска опсерваторија „Чандра” открила гигантски резервоар гаса дуж структуре познате као зид Вајара (удаљен око 400 милиона светлосних година од Земље). Ово је био први значајан доказ постојања WHIM-а великих размера.

Године 2018. група истраживача је, посматрајући квазар телескопом „XMM-Newton”, открила линије апсорпције високо јонизованог кисеоника, које су се налазиле тачно тамо где су модели расподеле WHIM-а то предвиђали. Ово је омогућило научницима да објаве фактичко откриће недостајуће барионске масе.

Коначно, 2020. године аустралијски астрономи искористили су брзе радио-бљескове за мерење масе Свемира. Мерење дисперзије радио-сигнала, који потичу из далеких галаксија, открило је густину електрона у међугалактичком простору, која се прецизно поклопила са теоријским прорачунима масе WHIM-а.

Циркумгалактичка средина Концептуално, циркумгалактичка средина (, CGM) је по својој природи блиска WHIM-у. Она представља дифузни, готово невидљиви гасовити хало, који окружује галаксију и испуњава простор између међузвездане средине и граница виријалног полупречника. Према савременим научним схватањима, CGM је важан извор градивног материјала за формирање звезда и игра кључну улогу у регулацији залиха гаса у галаксији.

Када би циркумгалактичка средина галаксије Андромеда (која се простире на 1,3–2 милиона светлосних година) била видљива људском оку, на ноћном небу би заузимала ширину три пута већу од Великих кола. То би био највећи објекат на небеском своду, који се, вероватно, већ преклапа са халоом Млечног пута. Међутим, тешко је прецизно одредити границу овог судара, јер се посматрач са Земље и сам налази унутар сопствене циркумгалактичке средине.

Циркумгалактичка средина Андромеде састоји се од две угњеждене љуске: Унутрашња љуска (радијуса око 0,5 милиона св. година) је динамичнија и турбулентнија, што се објашњава активним избацивањем материје услед експлозија супернових. Спољашња љуска, коју одликују виша температура и мирније стање гаса.

Референце

Категорија:Свемир