¿Por qué el medio interestelar es tan caliente?


15

En este enlace , establece lo siguiente: "grandes conjuntos de galaxias que están permeadas por cantidades aún mayores de gas difuso. Con temperaturas de 10 millones de grados o más".

¿Cómo pueden estos gases difundidos (ionizados) calentarse tanto cuando están a grandes distancias entre sí y tienen muy poca densidad?

Respuestas:


11

Lo que esa página de la ESA (Agencia Espacial Europea) titulada Gas caliente que salpica en un caldero galáctico al que se vincula se llama WHIM (Medio Intergaláctico Cálido-Caliente). No son medios interestelares, sino gases intergalácticos. La diferencia de densidad es enorme, con una densidad media interestelar a un promedio de (un protón por centímetro cúbico), pero la densidad de estos WHIM es incluso menor en unos pocos órdenes de magnitud en , o aproximadamente de 1 a 10 protones por metro cúbico ( el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA cita una densidad promedio de 6 protones por metro cúbico).ρ1 pagpagCmetroρ10-6 6-10-5 5 pagpagCmetro

Lo interesante de WHIM es que son absolutamente enormes. Estamos hablando de distancias que se extienden a través de los cúmulos de galaxias (que se extienden por varios millones de años luz), lo que significa que, aunque sean tan débiles como son, representan una gran parte de la materia bariónica del Universo:

Se predice que dicha materia representa una fracción considerable ( ) de todos los bariones en el Universo local ( ), y por lo tanto se considera el mejor candidato para albergar los bariones vistos en alto desplazamiento al rojo y que faltan en el bajo censo de desplazamiento al rojo.50%z<1 [redshift in the infrared spectrum]

Ahora, sobre sus emisiones de calor, y por qué se detectan en el rango de rayos X en primer lugar (el artículo de la ESA menciona que la fotografía presentada allí fue tomada por el observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA):

Los electrones y bariones en el WHIM se calientan por choque durante su caída en el [Large–Scale Structures]pozo de materia LSS de materia oscura , y se asientan en estructuras filamentosas / en forma de lámina que rodean los LSS.

He añadido algunas aclaraciones entre comillas encapsuladas entre corchetes, pero lo que esto significa es que partes de estos CAPRICHO interactúan con AGN (Núcleo galáctico activo) como las galaxias pasan, y las emisiones de rayos X de AGN excite bariónica a una temperatura .T105 5-107 7K

Fuentes de cotización:

Lectura adicional:


10

Solo para agregar a la respuesta de TidalWave, algo que es más fácil de imaginar, el trivial "por qué".

Lo que llamamos Temperatura a nivel termodinámico es Velocidad a nivel atómico. Decir que el medio tiene una temperatura alta es equivalente a decir que las partículas de ese medio se mueven muy rápido.

Bueno, deben estar moviéndose rápido. Deben moverse más rápido que la velocidad de escape de las galaxias, o las expulsadas de las galaxias no escaparían de ellos y el primordial sería capturado por las galaxias. Al ser tan escasos, también chocan extremadamente raramente, por lo que las ralentizaciones resultantes de colisiones (gastando energía, por ejemplo, como fotones) simplemente casi nunca ocurren. En resumen, está obteniendo partículas que fueron lo suficientemente rápidas (calientes) para llegar (y permanecer) allí, y no tuvieron la oportunidad de enfriarse.


¿Sabes qué fracción de IGM caliente-caliente es primordial?
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick: Lo siento, no lo hago.
SF.

104 4K

@ Chris, punto muy útil, gracias de nuevo! ¿Sabe si el enfriamiento primordial de IGM se debe principalmente a la expansión cosmológica o al enfriamiento radiativo?
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick Creo (pero no estoy seguro) que se ha reionizado (y recalentado) por el flujo medio de AGN (o posiblemente el fondo estelar). Ciertamente no es la expansión cosmológica que es la temperatura mucho más baja en esos desplazamientos al rojo.
Chris

3

Son calientes en el sentido de la velocidad de las partículas, pero si estuvieras allí, te congelarías, ya que hay una densidad tan baja que cualquiera de estas partículas probablemente te impactará (y te transferirá su energía, que es lo que harías). nota como calor) mientras que te enfriarás debido a la radiación.


¡Gracias! Esa es una forma agradable e intuitiva de pensarlo.
Lays
Al usar nuestro sitio, usted reconoce que ha leído y comprende nuestra Política de Cookies y Política de Privacidad.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.