像银河系和仙女座这样的巨型星系主要由奇异的暗物质组成。但即使是我们星系的普通物质也提出了一个难题，因为其中大部分都缺失了，尚未被科学家发现。然而，现在，通过观察一个星系穿过银河系的外围，天文学家已经估算出我们星系明亮盘周围的气体量，发现这种物质的质量超过了我们银河系部分所有星际气体和尘埃的质量。
对宇宙微波背景（大爆炸的余辉）的测量表明，宇宙中六分之一的物质是普通的，或重子物质，包含质子和中子（或物理学中的“重子”），就像恒星、行星和人类一样。根据围绕银河系运行的遥远物体的运动，天文学家估计我们的星系大约是太阳质量的一万亿倍。如果其中六分之五的物质是暗物质，那么这种奇异的物质构成了我们星系的 8300 亿个太阳质量；重子物质应占剩余的 1700 亿个太阳质量。
问题在于，我们星系所有已知的恒星和星际物质加起来只有大约 600 亿个太阳质量：500 亿个在恒星中，100 亿个在星际气体和尘埃中。（银河系有超过 1000 亿颗恒星，但大多数都比太阳小。）这使得 1100 亿个太阳质量的普通物质无法解释。如果银河系的质量甚至比目前估计的还要大，那么这种缺失重子的难题就会变得更糟——而且同样的难题也困扰着其他巨型星系。
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缺失的重子在哪里？可能在银河系周围弥漫的 газовый 光环中。X 射线卫星在我们的星系中检测到氧原子，这些氧原子失去了八个电子中的大部分，这表明它们存在于温度高达数百万度的气体中——远高于太阳表面。但是，由于我们不知道这些“被烤焦”的氧原子离我们有多远，我们无法准确衡量星系这一部分的大小。如果它们相当靠近星盘，那么这个所谓的星系周介质就不是很大，因此数量不多。但如果它们很远，遍布一个巨大的光环，那么这种气体物质的质量可能会超过星系中所有恒星的质量，为未来数十亿年的恒星形成提供燃料。
幸运的是，对于天文学家来说，银河系非常强大，它统治着围绕它旋转的一系列较小星系，就像月球围绕行星运行一样。最壮丽的卫星星系是大麦哲伦星云，它在距离地球 160,000 光年处发光。像所有其他星系卫星一样，这个卫星星系围绕银河系移动，但与大多数同类星系不同，它拥有大量的气体，当它冲入光环自身的气体时，这些气体会被剥离。损失的气体量取决于我们邻居移动的速度以及光环气体的密度。而该密度可以得出光环气体的质量估计值。
最近，哈勃太空望远镜测量了该星系的速度。这使得哥伦比亚大学的穆尼尔·塞勒姆、亚利桑那大学的古尔蒂娜·贝斯拉及其同事能够研究被剥离的气体，并估计大麦哲伦星云附近银河系光环中的气体密度为每立方厘米 0.0001 个原子。这并不多——只比银河系星盘中的星际气体稀薄 10,000 倍——但光环覆盖了很大的范围。在提交给《天体物理学杂志》发表的研究中，天文学家假设气体密度随着与银河系中心距离的增加而降低，并计算出气体总量达到 260 亿个太阳质量，或接近银河系所有恒星质量的一半。密歇根大学的在读研究生马修·米勒正在完成关于星系周介质的论文，他说这个数字与之前的估计值相符，但基于对密度的更直接的测量。
尽管如此，新计算出的光环气体质量仅占银河系预期重子含量 的 15%。贝斯拉说，光环气体的真实数量可能更大，因为其密度随距离的减少可能比标准模型假设的要少。米勒怀疑缺失的重子可能根本不存在于银河系中，它们从未与暗物质一起落入我们的星系，在这种情况下，它们在巨型星系之间的广阔空间中漂移。
贝斯拉预测，未来的工作可能会产生更好的测量结果。另一个富含气体的星系——距离地球 200,000 光年 的小麦哲伦星云——围绕着大麦哲伦星云运行。它们的舞蹈将气体溢出到一条超过 50 万光年长的星流中。贝斯拉说，这条麦哲伦星流的大部分延伸到大麦哲伦星云之外，因此应该探测其他地方的光环气体密度，进一步限制星系周介质的质量。
事实上，地球上的天文学家是幸运的：他们居住在少数几个拥有两个附近富含气体的卫星星系的巨型星系之一。“这个系统为我们提供了如此多的信息，真是太令人惊奇了，”贝斯拉说。相比之下，围绕一个更典型的巨型星系运行的所有卫星都耗尽了气体，那里的任何天文学家都可能带着淡淡的羡慕之情看待银河系中的同行。