ICM的高温来自星系团形成时更小的星系团结构释放出来的重力能,从
重力场获得的
动能经由
激波转换成
热能。高温保证ICM中的元素都是
电离的,轻元素的电子都被从
原子移除而留下
原子核。
ICM的成分主要是
重子(主要是被游离的氢和氦)。这些等离子体也有丰富的重元素,例如
铁。重元素相对于氢的比例(即天文学的
金属量)相当于太阳的三分之一。星系团的重子(80-95%)大多数都在ICM内,而不是在发光的成员内,例如星系和恒星。然而,星系团的质量绝大多数都是
暗物质。
星系团强大的重力场意味着它们可以保留住高能量的
超新星创造出来的各种元素。如果它们是典型的,研究ICM的结构在
红移上的变化(这样的结果可以回顾不同的时间点),可以给出不同元素在宇宙中产生的时间。
由于ICM的温度是如此的高,它所辐射的
X射线来自于制动辐射,而其中的X射线
发射谱线则来自重元素。X射线可以使用
X射线望远镜观测,依靠望远镜的观测,可以制作ICM的地图(X射线的辐射与ICM密度的平方成正比),并且得到X射线的
光谱。X射线的亮度告诉我们气体的密度,光谱可以让我们测量ICM的温度和金属量。
ICM的密度在接近中心时升高,并有强烈的峰值。另一方面,典型的ICM温度在中心只有外围的二分之一或三分之一;金属量从外向内逐渐增高。有些星系团(像
半人马座星系团)气体的金属量可以升高至超过太阳。
因为ICM在许多的星系团核心是密集的,它散发出大量的X射线辐射(发射的强度与密度平方成正比)。在缺乏热源时,ICM应该冷却,但当它冷却时,较热的气体将会流入取代,这就是所知的
冷却流。冷却流的问题是ICM没有冷却的证据。