我们已经看到牛奶在咖啡中形成的复杂图案，以及蜂蜜用勺子搅拌时形成光滑得多的图案。以下哪一种情况最能描述星系团中热气体的行为？通过回答这个问题，美国宇航局钱德拉x射线天文台一项新研究加深了我们对星系团的理解，星系团是宇宙中最大由引力维系在一起的结构。星系团由三个主要组成部分组成：单个星系、填充星系间空间的数百万度气体，以及暗物质。
一组天文学家利用钱德拉对后发星系团的一系列长时间观测(总计约两周)，在空间尺度上探测气体特性，其距离相当于粒子相互碰撞之间的典型距离。这项测量帮助了解了昏迷状态下热气体的粘度(粘度是指气体块相互之间对运动的阻力的技术术语)。领导这项研究的芝加哥大学Irina Zhuravleva说：发现表明昏迷状态下的气体粘度远低于预期。这意味着在小尺度的星系团热气体中很容易形成湍流，类似于咖啡杯中的漩涡运动。热气体在钱德拉观测到的x射线中发光，已知这些气体的质量是星系团中所有组合星系的6倍。
尽管后发星系团中含有大量的热气体，但密度非常低，以至于粒子之间不经常相互作用。如此低密度的热气体无法在地球上的实验室中进行研究，因此科学家们必须依赖宇宙实验室，比如后发星系间气体所提供的实验室。用钱德拉探测气体的密度是否在能探测到的最小尺度上是平滑的，发现它不是，这表明即使在这些相对较小的尺度上也存在湍流，而且粘度很低。为了得出这些结论，研究小组集中在远离后发星系团中心的一个区域，那里的热气体密度甚至比它在中心的密度还要低。
在这里，这些粒子要与另一个粒子相互作用，就必须经过更长的距离——平均约10万光年。这个距离足够大，可以用钱德拉探测。联合作者、英国牛津大学的亚历山大·谢科奇因(Alexander Schekochihin)说：也许最令人惊讶的方面之一是，我们能够在3.2亿光年之外的物体中，在与原子粒子相互作用相关的尺度上研究物理学。这样的观测为利用星系团作为实验室，来研究热气体的基本性质提供了巨大机会。为什么后发星系团热气体的粘度如此之低？一种解释是星团磁场中存在小规模不规则现象。
这些不规则现象会使热气体中的粒子发生偏转，热气体由带电粒子(主要是电子和质子)组成。这些偏转降低了粒子自由运动的距离，进而降低了气体粘度。了解星系团中气体的黏度，以及湍流如何容易发展，有助于科学家了解重要现象的影响，例如与其他星系团和星系群的碰撞和合并。这些强大事件产生的湍流可以作为热源，阻止星团中的热气体冷却形成数十亿颗新恒星。研究人员选择昏迷团簇进行这项研究是因为它具有最佳的物理特性组合。对于温度较高、密度较低的气体，粒子间的平均碰撞距离较高。
后发星系团比附近其他最亮的星系团更热，而且密度相对较低，不像英仙座和室女座等其他明亮星系团的冷而且致密核心。这让天文学家有机会利用后发星系作为研究等离子体物理的实验室。未来直接测量气体运动速度的x射线成像和光谱任务(XRISM)，一个日本探索机构和美国宇航局之间的合作任务，将提供更多关于星团动力学的细节，使我们能够对许多附近的星团进行强有力研究，XRISM预计将在本世纪20年代初推出，其研究成果发表在《自然天文学》上。
