Milieu intergalactique, matériau trouvé entre les galaxies et qui se compose principalement d'hydrogène gazeux chaud et ténu.
À un moment donné, on pensait que de grandes quantités de masse pouvaient exister sous forme de nuages de gaz dans les espaces entre les galaxies. Cependant, une à une, les formes que pourrait prendre ce gaz intergalactique ont été éliminées par des recherches observationnelles directes jusqu'à ce que la seule forme possible qui ait échappé à la détection précoce soit un plasma très chaud. Ainsi, il y avait une excitation et des spéculations considérables lorsque les astronomes ont trouvé des preuves au début des années 1970 pour un fond apparemment uniforme et isotrope de rayonnement X dur (photons avec des énergies supérieures à 10 6électron-volt). Il y avait également un fond diffus de rayons X mous, mais celui-ci avait une distribution inégale et était certainement d'origine galactique - gaz chaud produit par de nombreuses explosions de supernova à l'intérieur de la galaxie de la Voie lactée. Le disque arrière - plan de rayons X, par contre, semblait être extragalactic, et un plasma uniforme à une température d'environ 10 8 kelvins (K) est une source possible. Le lancement en 1978 d'un télescope à rayons X imageur à bord de l'Observatoire Einstein (le satellite HEAO 2), cependant, a montré qu'une grande partie de l'arrière-plan apparemment diffus des rayons X durs, peut-être la totalité, pourrait être due à un superposition de sources ponctuelles non résolues, c'est-à-dire des quasars. Des recherches ultérieures ont démontré que la forme du spectre de rayons X de ces objets à de faibles décalages vers le rouge ne correspond pas à celle du fond diffus. Le fond résiduel a depuis été découvert comme provenant de noyaux galactiques actifs à des décalages vers le rouge plus élevés.
Le gaz très chaud qui émet des rayons X à des dizaines à des centaines de millions de kelvins réside en effet dans les espaces entre les galaxies en amas riches, et la quantité de ce gaz semble comparable à celle contenue dans les étoiles visibles des galaxies; cependant, parce que les amas riches sont assez rares dans l'univers, la quantité totale de ces gaz est petite par rapport à la masse totale contenue dans les étoiles de toutes les galaxies. De plus, une raie d'émission de fer peut fréquemment être détectée dans le spectre des rayons X, indiquant que le gaz intracluster a subi un traitement nucléaire à l'intérieur des étoiles et n'est pas d'origine primordiale.
Environ 70% des amas de rayons X présentent des luminosités de surface qui sont lisses et à pic unique, indiquant des distributions de gaz chauds qui reposent en équilibre quasi hydrostatique dans les potentiels gravitationnels des amas. L'analyse des données dans les systèmes mieux résolus permet aux astronomes d'estimer la quantité totale de masse gravitationnelle nécessaire pour compenser la pression expansive (proportionnelle à la densité multipliée par la température) du gaz émettant des rayons X. Ces estimations concordent avec les conclusions des mesures optiques des mouvements des galaxies membres selon lesquelles les amas de galaxies contiennent environ 10 fois plus de matière noire que de matière lumineuse.
Environ la moitié des amas de rayons X avec des distributions à pic unique ont des galaxies brillantes au centre de l'émission. Les densités centrales élevées du gaz impliquent des temps de refroidissement radiatifs de seulement 10 9 ans environ. À mesure que le gaz se refroidit, la galaxie centrale attire le matériau vers l'intérieur à des taux présumés qui dépassent souvent 100 masses solaires par an. Le sort ultime du gaz accumulé dans le «flux de refroidissement» reste incertain.
Une autre découverte passionnante a été la détection de gros nuages d'hydrogène atomique dans l'espace intergalactique non associé à des galaxies connues. Ces nuages se présentent comme des raies d'absorption inhabituelles dans la transition Lyman-alpha de l'hydrogène atomique lorsqu'ils se trouvent en tant qu'objets de premier plan vers des quasars éloignés. Dans certains cas, ils peuvent être cartographiés par des techniques radio à la transition spin-flip de l'hydrogène atomique (décalée vers le rouge à partir de la longueur d'onde de repos de 21 cm). D'après ces dernières études, certains astronomes ont déduit que les nuages existent sous des formes très aplaties («crêpes») et peuvent contenir jusqu'à 10 14 masses solaires de gaz. Dans une interprétation, ces structures sont les précurseurs de grands amas de galaxies.
