在宇宙中,气体是最普遍的物质形态之一,太阳系内的气体主要集中在太阳和行星大气层中,但是在星系和星系团中,气体占据了宇宙总质量的绝大部分。那么,宇宙到底存在了多少天然气呢?
目前人们对宇宙中天然气的研究主要是通过测量星系和星系团中的气体密度和温度来得出结论的。根据研究数据显示,宇宙中存在着两种主要的气体:氢气和氦气,它们占据了宇宙中所有常见元素的质量比例的99%以上。这也意味着,在宇宙中观测到的其他元素都属于少数派,它们的总和所占的比重很小。
先来看看氢气。研究表明,约有75%的柱密度为10¹²质量每平方秒的氢气存在于星系之间的空间中,这被称为宇宙中的“暗气体”。虽然这些氢气不会与恒星或星系团之间的任何其他物质发生相互作用,但它对宇宙的演化过程有着重要的影响。
在星系和星系团中,氢气的密度更高,通常测量值在每立方厘米几百个质量单位。这些氢气会被重力吸引形成恒星、行星和行星系统,同时也是星系中的物质与气体之间相互作用促进宇宙演化的一个重要因素。同时,还有极端高密度的氢气,比如超新星爆炸产生的物质云,密度可达到每立方厘米几百上千个质量单位。
再看看氦气。它是氢气的重要组成部分,其含量通常占氢气的20%-25%。然而,氦气相对于氢气而言比较稳定,所以在宇宙中的分布也较为均匀,通常都是背景辐射的来源,对宇宙演化的作用与氢气相比要弱一些。
当然,除了氢气和氦气,宇宙中还存在少量的其他元素和分子气体。其中,最为重要的是一氧化碳(CO)。CO分子是银河系中的恒星形成的重要标志,在银河系中也是最为普遍的分子气体之一。有研究表明,在银河系中的总质量中,约有10%为分子气体,其中CO贡献了大部分。但是相对于整个宇宙而言,这些元素和分子气体的总量相对较小。
综上所述,宇宙中存在着大量的天然气,其中以氢气和氦气为主,它们的总量占据了宇宙总质量的绝大部分。相比其他元素和分子气体,它们在宇宙中的分布也更为广泛和普遍。对于研究宇宙的演化和结构形成,天然气在其中扮演着至关重要的角色。
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