也許你聽過這樣一個經(jīng)典的都市傳聞：一群膽大的年輕人想找刺激，來到了傳聞中有鬼魂糾纏的破舊老房子。但是經(jīng)過徹底的探索之后，卻十分失望，因為根本沒有看到鬼。直到后來，當他們查看拍下的照片時，才注意到樓梯上神秘的幻影。它一直在那里!

       在《自然》雜志上發(fā)表的新作品中，當我們看到一個熟悉的星系時，驚訝地發(fā)現(xiàn)了一個銀河系大小的幻影。這一發(fā)現(xiàn)具有巨大的意義，因為它證明了化學元素如何在銀河系周圍大規(guī)�；旌稀�

       你的身體、地球以及周圍的所有物質(zhì)世界都是由一類稱為“重子”的粒子組成的。重子物質(zhì)是“正常”的日常物質(zhì)，例如碳。因此，我們與這些東西緊密相連。

       想象一下，你可以將宇宙中的所有重子放入一個罐子中�，F(xiàn)在隨機選擇這些粒子之一。你認為它會從哪里來?另一個人?一個星球?完全是另一個星系?答案令大多數(shù)人驚訝：重子可能來自星系之間的空間。宇宙中大多數(shù)正常物質(zhì)根本不包含在星系中。

       當宇宙只有幾十萬歲的時候，重子物質(zhì)和暗物質(zhì)(一種看不見的未知物質(zhì)，構(gòu)成了宇宙中大部分物質(zhì))混雜在幾乎均勻的霧中。密度波動很小，隨著時間的流逝，它們會隨著重力的作用而放大，從而將它們梳理成遍布整個宇宙的細絲網(wǎng)絡。

       我們稱其為宇宙網(wǎng)。在網(wǎng)的最密集點，形成了星系。在大爆炸大約幾億年之后的那些星系中，氫開始在恒星中燃燒，核聚變形成了包括碳和氧在內(nèi)的重元素。其他元素是在災難性恒星爆炸中形成的。在銀河系的中心，超大質(zhì)量的黑洞通過重子的積累而增長，并在此過程中釋放出能量。

       年輕恒星的光芒，超新星的爆炸和黑洞的強度都有重要的影響：它們推動氣體流進入和流出銀河系。我們很久以來就知道，這種“反饋”對于調(diào)節(jié)星系的生長以及在恒星之間的區(qū)域中混合不同的化學元素至關重要。沒有這種混合，你就不會存在。你血液中的一些鐵來自超新星，而碳來自早已死亡的恒星的灰燼。我們就是《哈利·波特》里壞人所說的宇宙“泥巴種”。

       由恒星形成和黑洞生長驅(qū)動的某些氣體流可以逃逸到星系中，形成“環(huán)繞星系介質(zhì)”或CGM。這是星際介質(zhì)(恒星之間的物質(zhì))和更廣泛的銀河系中間介質(zhì)(星系之間的物質(zhì))之間的界面。

       這些風將星系中形成的重元素帶到CGM中。這些元素中的某些元素稍后會“下雨”落下來，可能會合并到新的太陽能系統(tǒng)中。其它將在銀河系間度過永恒的余生。

       計算機模擬顯示了這一過程的細節(jié)。但是，雖然我們可以測量真實宇宙中星系周圍的外流，但我們還沒有在更大的尺度上直接觀測到它們，這些尺度在星系周圍延伸了幾十萬光年。直到現(xiàn)在。

銀河幽靈

       我們使用了一種稱為Keck Cosmic Web Imager的儀器來觀測一個星系，該星系是我們研究了一段時間的星系樣本的一部分。該儀器位于夏威夷，不是普通的相機。它測量望遠鏡收集的光譜，將其分散為不同的頻率或顏色。這使我們可以看到的圖像比傳統(tǒng)的成像相機要多得多。

       我們之所以對這些星系感興趣，是因為我們知道它們正以每秒1000公里甚至更高的速度噴出氣體。與大多數(shù)星系相比，它們也非常緊湊。我們認為它們中的大多數(shù)是由兩個星系碰撞形成的，現(xiàn)在它們合并成一個。

       當我們第一次看到KCWI的數(shù)據(jù)時，我們脖子后面的汗毛都豎起來了。我們原以為會發(fā)現(xiàn)什么，但我們所看到的確實讓我們大吃一驚。環(huán)繞銀河系的是一片巨大的發(fā)光氣體云，形狀像一個沙漏，直徑約為一百萬光年的三分之一。這個發(fā)光的星云使中央星系相形見絀，但如果沒有KCWI，你不會知道它的存在。

       不過，這里沒有任何超自然現(xiàn)象。從光的顏色或頻率，我們知道它是由氧離子發(fā)射的。我們的分析表明，星云是由兩種不同的氣體流出(風)形成的，這些氣體從中央星系傳播到了CGM中。我們稱呼星云為Makani (夏威夷語，意為風)，這是出于對天文臺所在山的文化意義的尊重。

       在Makani，我們第一次直接看到了CGM加熱和濃縮的機制。 我們的初步分析表明，流出的性質(zhì)與理論預測基本一致。 現(xiàn)在，我們有了理想的系統(tǒng)來研究過程，并且可以使用此數(shù)據(jù)來完善模型。

       現(xiàn)在需要的是像Makani這樣的對象的更多示例。 和我們一樣，研究團隊正在尋找其他潛伏在那里的“幽靈”。