Pourquoi le milieu interstellaire est-il si chaud?


15

Sur ce lien , il indique ce qui suit: "de grands assemblages de galaxies qui sont imprégnés de quantités encore plus importantes de gaz diffus. Avec des températures de 10 millions de degrés ou plus".

Comment ces gaz diffusés (ionisés) peuvent-ils devenir si chauds lorsqu'ils sont éloignés les uns des autres et ont une densité très faible?

Réponses:


11

Ce que décrit cette page de l'ESA (Agence spatiale européenne) intitulée Ballonnement de gaz chauds dans un chaudron galactique auquel vous vous connectez s'appelle WHIM (Warm – Hot Intergalactic Medium). Ce ne sont pas des milieux interstellaires, mais des gaz intermédiaires intergalactiques. La différence de densité est énorme, avec une densité moyenne interstellaire à une moyenne de (un proton par centimètre cube), mais la densité de ces WHIM étant même de quelques ordres de grandeur inférieure à , soit environ 1 à 10 protons par mètre cube ( l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA indique une densité moyenne de 6 protons par mètre cube).ρ1 ppcmρdix-6-dix-5 ppcm

Ce qui est intéressant avec WHIM, c'est qu'ils sont absolument énormes. Nous parlons de distances qui s'étendent à travers des amas de galaxies (étirant ainsi plusieurs millions d'années-lumière), ce qui signifie que même aussi ténus soient-ils, représentent une grande partie de la matière baryonique de l'Univers:

Une telle matière devrait représenter une fraction importante ( ) de tous les baryons de l' Univers local ( ), et elle est donc considérée comme le meilleur candidat pour héberger les baryons vus à un décalage vers le rouge élevé et manquant dans le recensement à faible décalage vers le rouge.50%z<1 [redshift in the infrared spectrum]

Alors maintenant, à propos de leurs émissions de chaleur, et pourquoi sont-ils détectés dans la gamme des rayons X en premier lieu (l'article de l'ESA mentionne que la photographie qui y figure a été prise par l'observatoire des rayons X XMM-Newton de l'ESA):

Les électrons et les baryons du WHIM sont chauffés par les chocs pendant leur infestation dans le [Large–Scale Structures]puits potentiel de la matière noire LSS , et se déposent dans des structures filamenteuses / en forme de feuille entourant les LSS.

J'ai ajouté quelques clarifications dans des citations encapsulées entre crochets, mais cela signifie que des parties de ces WHIM interagissent avec AGN (Active Galactic Nucleus) lorsque les galaxies passent, et les émissions de rayons X d'AGN excitent la matière baryonique à une température .Tdix5-dixseptK

Sources de devis:

Lecture supplémentaire:


10

Juste pour ajouter à la réponse de TidalWave - quelque chose qui est plus facile à imaginer, le "pourquoi" trivial.

Ce que nous appelons la température au niveau thermodynamique est la vitesse au niveau atomique. Dire que le milieu a une température élevée équivaut à dire que les particules de ce milieu se déplacent très rapidement.

Eh bien, ils doivent se déplacer rapidement. Ils doivent se déplacer plus rapidement que la vitesse de fuite des galaxies, sinon celles éjectées des galaxies ne leur échapperaient pas et le primordial serait capturé par les galaxies à la place. Étant si clairsemés, ils entrent en collision extrêmement rarement aussi - donc, quels que soient les ralentissements résultant de collisions (dépensant de l'énergie, par exemple sous forme de photons), cela n'arrive presque jamais. En bref, vous obtenez des particules suffisamment rapides (chaudes) pour y arriver (et y rester) et n'ont pas eu l'occasion de se refroidir.


Savez-vous par hasard quelle fraction de l'IGM chaud-chaud est primordiale?
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick: Désolé, je ne le fais pas.
SF.

dix4K

@chris, point très utile, merci encore! Savez-vous si le refroidissement IGM primordial est principalement dû à l'expansion cosmologique ou au refroidissement radiatif?
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick Je pense (mais je ne suis pas sûr) qu'il a été re-ionisé (et réchauffé?) Par le flux moyen d'AGN (ou peut-être le fond stellaire). Certainement pas l'expansion cosmologique qui est une température beaucoup plus basse à ces décalages vers le rouge.
chris

3

Ils sont chauds dans le sens de la vitesse des particules, mais si vous étiez là-bas, vous serez gelé, car il y a une si faible densité que l'une de ces particules vous affectera probablement (et vous transférera son énergie, ce que vous feriez) remarquez sous forme de chaleur) pendant que vous aurez froid à cause des radiations.


Je vous remercie! C'est une façon agréable et intuitive d'y penser.
Lays
En utilisant notre site, vous reconnaissez avoir lu et compris notre politique liée aux cookies et notre politique de confidentialité.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.