长期以来，天文学家发现在星系中探测到的重子与暗物质质量之比明显低于宇宙学预期，这一观测现象产生了所谓星系尺度的“失踪”重子之谜。即使考虑上星系的所有恒星，冷气体，凉气体(cool gas)，对于一个L*星系(类银河系星系)而言，仍有超过50%的重子未被发现。对该问题的一个合理猜想是，重子并未消失，而是隐藏在星系的星系周热介质(hot circumgalactic medium)中。对于L*星系，这一介质的温度可高达百万开尔文，延展度可达到星系盘的十倍以上甚至超过星系的维里半径。

封面图片 (Image credit: Molly S. Peeples)

近日，我系客座教授Fabrizio Nicastro和方陶陶教授团队使用了X射线多镜面任务-牛顿卫星(XMM-Newton)及钱德拉卫星(Chandra)总计约2Ms的观测数据。通过对三个L*星系光谱的同时分析，首次以高置信度水平探测到系外星系在百kpc尺度上的星系周热介质。对该气体成分空间分布的研究分析指出，其所含重子量足以解释星系尺度的“失踪”重子之谜。研究成果于今年9月发表于天体物理学杂志快报(Astrophysical Journal Letters)，题为“X-Ray Detection of the Galaxy’s Missing Baryons in the Circumgalactic Medium of L* Galaxies”。该文章于今年10月被美国天文协会(American Astronomical Society)评为亮点文章。文章链接为：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acec70.

本作的第一作者为来自意大利国家天文研究所(Istituto Nazionale di Astrofisica)的Fabrizio Nicastro教授。他同时是厦门大学天文系的客座教授，得到科技部“高端外国专家引进计划”的资助。我系方陶陶教授及其博士研究生周正同学参与了该课题的研究。其他合作单位包括墨西哥国立自治大学(Universidad Nacional Autonoma de Mexico)，格罗尼根大学(University of Gronigen)，俄亥俄州立大学(Ohio State University)，罗马大学(Universitá degli Studi Roma Tre)，里亚斯特大学(Universitá di Trieste)，和哥伦布州立社区学院(Columbus State Community College)。该研究得到意大利INAF-PRIN基金 (INAF - Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale grant)，欧盟基金(EU grant)，中国国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国空间站项目基金的支持。