SKA 时代的星系际介质与宇宙网观测

星系与其环境（即星系际介质（IGM））的相互作用是星系形成的一个重要方面。星系演化中最基本但尚未解答的问题之一，是气体如何在星系内外循环，以及如何进入星系以支持恒星形成。我们有多条证据表明，观测到的恒星形成演化在任何时期、任何宇宙尺度上都需要来自 IGM 的气体吸积。这些气体在很大程度上仍未被计入，而悬而未决的问题是这些气体位于何处以及吸积的物理机制是什么。预期该气体嵌埋于由片层和纤维构成的延展宇宙网中。此类大尺度气体纤维由宇宙学数值模拟所预言，这些模拟近年来已取得显著进展。此类模拟不仅模拟宇宙网的大尺度结构，还研究中性气体成分。要真正在理解 IGM 中中性氢分布上取得重大进展，必须以亚角分分辨率在天区大范围上探测 NHI=10^18 cm-2 及以下的柱密度。这些是当今已知邻近星系周围最暗弱结构的密度，尽管大多由单碟望远镜发现，而这些望远镜缺乏解析这些结构并研究任何运动学特征的分辨率。现有干涉仪缺乏收集面积或短基线，难以达到通常低于 NHI=10^19 cm-2 的亮度灵敏度。利用当前设备达到更低柱密度虽可行，但需要极长的观测时间，令人却步。SKA 将首次打破这些壁垒，使干涉观测比当前干涉仪深一个数量级，且线分辨率比单碟望远镜好一个数量级。