Mengapa medium antarbintang begitu panas?

Pada tautan ini , dinyatakan sebagai berikut: "rakitan galaksi besar yang diserap oleh gas difusi dalam jumlah yang lebih besar. Dengan suhu 10 juta derajat atau lebih".

Bagaimana gas difusi (terionisasi) ini bisa menjadi begitu panas ketika mereka berada dalam jarak yang besar satu sama lain dan memiliki kepadatan yang sangat sedikit?

Apa yang halaman ESA (Badan Antariksa Eropa) berjudul Hot gas sloshing dalam kuali galactic yang Anda tautkan untuk menggambarkan disebut WHIM (Warm-Hot Intergalactic Medium). Mereka bukan medium antarbintang, tetapi gas medium intergalaksi. Perbedaan kepadatan sangat besar, dengan kepadatan medium antarbintang pada rata-rata (satu proton per sentimeter kubik), tetapi kepadatan kehendak ini menjadi bahkan beberapa kali lipat lebih rendah pada ρ ~ 10 - 6 - 10 - 5 p p c m , atau kira-kira 1 sampai 10 proton per meter kubik ($\rho ∼ 1\ ppcm$$\rho ∼ 10^{−6}−10^{−5}\ ppcm$Observatorium Sinar-X NASA mengutip rata-rata kepadatan 6 proton per meter kubik).

Yang menarik dari WHIM adalah mereka sangat besar. Kita berbicara tentang jarak yang membentang melintasi gugusan galaksi (yang membentang berjuta-juta tahun cahaya), yang berarti bahwa meskipun sekecil apa pun mereka, menyumbang sebagian besar materi baryonic dari Semesta:

Hal seperti itu diperkirakan merupakan bagian yang cukup besar ( ) dari semua baryon di Semesta lokal ( z < 1 ), dan karenanya dianggap sebagai kandidat terbaik untuk menjadi tuan rumah baryon yang terlihat dengan pergeseran merah tinggi dan hilang dari dataran rendah. sensus redshift.$∼ 50\%$$z < 1$ [redshift in the infrared spectrum]

Jadi sekarang tentang emisi panas mereka, dan mengapa mereka terdeteksi dalam rentang sinar-X di tempat pertama (artikel ESA menyebutkan foto yang ditampilkan di sana diambil oleh observatorium sinar-X XMM-Newton ESA):

Elektron dan baryon dalam WHIM dipanaskan dengan kejutan selama infall mereka di materi gelap [Large–Scale Structures]berpotensi LSS dengan baik, dan menetap di struktur filamen / seperti lembaran di sekitar LSS.

$T ∼ 10^5−10^7 K$

Sumber kutipan:

• Anggaran Cosmic Baryon , Fukugita et al. 1998
• Inventarisasi Energi Kosmik , Fukugita & Peebles 2004

Bacaan tambahan:

• Poin Penemuan X-ray ke Lokasi Missing Matter , NASA
• Materi Normal Yang "Hilang" Terakhir Ditemukan , Langit & Teleskop
• Mempelajari Konten WHIM dari Galaxy Skala Besar Struktur di sepanjang Jalur Penglihatan ke H 2356-309 (PDF), L. Zappacosta et al., Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian

Hanya dengan menambahkan jawaban TidalWave - sesuatu yang lebih mudah untuk dibayangkan, hal yang sepele "mengapa".

Yang kita sebut Temperatur pada level termodinamika adalah Kecepatan pada level atom. Mengatakan medium memiliki suhu tinggi sama dengan mengatakan partikel medium itu bergerak sangat cepat.

Ya, mereka pasti bergerak cepat. Mereka pasti bergerak lebih cepat daripada kecepatan lepas galaksi, atau yang dikeluarkan dari galaksi tidak akan menghindarinya dan primordial akan ditangkap oleh galaksi sebagai gantinya. Karena jarang, mereka bertabrakan sangat jarang juga - jadi apa pun perlambatan yang dihasilkan dari tabrakan (mengeluarkan energi misalnya sebagai foton) hampir tidak pernah terjadi. Singkatnya, Anda mendapatkan partikel yang cukup cepat (panas) untuk mendapatkan (dan tetap) ada di sana, dan tidak memiliki kesempatan untuk mendinginkan.

Mereka panas dalam arti kecepatan partikel, tetapi jika Anda berada di luar sana, Anda akan membeku, karena ada kepadatan yang sangat rendah sehingga partikel-partikel ini kemungkinan akan berdampak pada Anda (dan mentransfer energi Anda, yang adalah apa yang Anda inginkan perhatikan sebagai panas) saat Anda akan kedinginan karena radiasi.