Το μεσογαλαξιακό υδρογόνο

Ανάμεσα στους γαλαξίες, στα γαλαξιακά σμήνη, υπάρχει ένα αραιό πέπλο μεσογαλαξιακού υδρογόνου. Φαίνεται να διατηρείται μια ισορροπία στην ποσότητα αυτού του αερίου. Γενικά οι γαλαξίες συσσωρεύουν αέριο που τους πλησιάζει, αλλά μέσω μηχανισμών όπως οι εκρήξεις σουπερνόβα επίσης διαφεύγει αέριο από τους γαλαξίες. Ακόμα και οι συγκρούσεις γαλαξιών μπορούν να απελευθερώσουν αέριο από αυτούς. Υπάρχουν ανοιχτά ερωτήματα όπως αν το μεσογαλαξιακό αέριο έχει ομαλή κατανομή ή δημιουργεί συμπυκνώσεις, και αν διαφέρει η ποσότητα που είναι κοντά σε κάθε γαλαξία. Αυτό το αέριο είναι τόσο αραιό ώστε να μην ανιχνεύεται άμεσα ούτε καν στην γαλαξιακή γειτονιά μας.

Το πρόγραμμα MUSE, μία φασματοσκοπική επισκόπηση που έλαβε χώρα στα τηλεσκόπια VLT στην Atakama μας προσέφερε μια ματιά στο μεσογαλαξιακό υδρογόνο. Ειδικά για τα μακρινά γαλαξιακά σμήνη, με z >3, η γραμμή του Υδρογόνου Lyman- Alpha έκανε <ορατό> αυτό το αέριο. Αυτή η χαρακτηριστική εκπομπή δημιουργείται μέσω της επανασύνδεσης του ιονισμένου υδρογόνου σε ουδέτερο. Μπορεί όμως να δημιουργηθεί και μέσω συγκρούσεων νεφών (κρουστικών κυμάτων). Μέσω αυτής της εκπομπής μπορούμε να ανιχνεύσουμε αμυδρούς μακρινούς γαλαξίες. Εμφανίζονται λίγο διάχυτοι και με μεγαλύτερο μέγεθος από ότι στις εικόνες του τηλεσκοπίου Hubble. Η ακτινοβολία Lyman- Alpha μας φανέρωσε ότι οι γαλαξίες έχουν γύρω τους ένα πέπλο που εκπέμπει έντονα αυτή την ακτινοβολία, δέκα φορές πιο μεγάλο από αυτούς.

Να τονίσουμε εδώ ότι πρόκειται για πολύ αραιό αέριο μικρής συνολικής μάζας, δηλαδή καμία σχέση με την σκοτεινή ύλη που επεκτείνεται το ίδιο γύρω από τους γαλαξίες και έχει δεκαπλάσια μάζα από την ορατή ενός γαλαξία.

Επειδή οι γαλαξίες της επισκόπησης έχουν μεγάλο z, γνωρίζουμε ότι το μεσογαλαξιακό υδρογόνο υπήρχε στο πρώιμο σύμπαν. Οι πιθανοί μηχανισμοί που κάνουν το αέριο να ακτινοβολεί στην πρώιμη φάση του σύμπαντος είναι 1) Η υπεριώδεις ακτινοβολία των νεαρών καυτών αστεριών των γαλαξιών, 2) Η έντονη σκέδαση αυτής της εκπομπής να ενισχύει την ακτινοβολία, 3) Μία διαφορετική προσέγγιση είναι η ψύξη του μεσογαλαξιακού αερίου να δημιουργεί αυτήν την εκπομπή.