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星际物质

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  恒星之间的物质,包括星际气体、星际尘埃和各种各样的星际云,还可包括星际磁场和宇宙线
  星际物质的总质量约占银河系总质量的10%。平均密度为10-24/厘米3,相当于平均数密度为每立方厘米1个氢原子,密度范围是10-20~10-25/厘米3。这种密度是地球上的实验室中远未达到的真空度(目前实验室的最高真空度为10-12毫米水银柱,相当于每立方厘米 32,000个质点)。星际物质的温度相差很大,从几K到千万K。
  星际物质在银河系内分布的特点是:①不均匀性:不同区域的星际物质密度可相差很大,星际气体和尘埃当聚集成质点数密度超过每立方厘米10~103个时,就成为星际云,云间密度则低到每立方厘米0.1个质点。②星际物质和年轻恒星高度集中在银道面,尤其在旋臂中。
  星际气体 
 包括气态原子、分子、电子、离子,其化学组成可以通过各种电磁波谱线的测量求出。结果表明,星际气体的元素的丰度与根据太阳、恒星、陨石得出的宇宙丰度相似,即氢最多,氦次之,其他元素很低。下表第二行是按对数尺度列出的宇宙丰度,第三行是按对数尺度表示的太阳与蛇夫座ζ星之间的星际气体元素丰度,第四行为二者的差值。

  星际气体根据主要元素──氢原子的存在形式而分为电离氢区和中性氢区
  星际尘埃  是直径约10-5(或10-6)厘米的固态质点,分散在星际气体中。星际尘埃总质量约占星际物质总质量的10%。星际尘埃可能是由下列物质组成的:①水、氨、甲烷等的冰状物;②二氧化硅、硅酸镁、三氧化二铁等矿物;③石墨晶粒;④上述三种物质的混合物。
  星际尘埃散射星光,使星光减弱;这种现象叫作星际消光。星际消光随波长的增长而增长,星光的颜色也随之变红;这种现象叫作星际红化。星际尘埃对于星际分子的形成和存在具有重要的作用。一方面尘埃能阻挡星光紫外辐射不使星际分子离解,另一方面固体尘埃作为催化剂能加速星际分子的形成。
  星际物质的观测  可以在不同的电磁波段进行。例如 1904年,在分光双星猎户座 δ的可见光谱中发现了位移不按双星轨道运动而变化的星际离子吸收线,首次证实星际离子的存在。1930年,观测到远方星光颜色变红,色指数变大(即星际红化),首次证实星际尘埃的存在。1951年,通过观测银河系内中性氢21厘米谱线,证实星际氢原子的大量存在。1975年,利用人造卫星紫外光谱仪观测100多颗恒星的星际消光与波长的关系,得知2200埃附近的吸收峰。1977年,观测星际X射线波段,发现οⅦ21.6埃(0.57千电子伏)的谱线,确认存在着温度达105~107K的高温气体。
  与恒星物质的关系  根据现代恒星演化理论,一般认为恒星早期是由星际物质聚集而成,而恒星又以各种爆发、抛射和流失的方式把物质送回星际空间。
  参考书目
 L. Spiezer, Jr., Physical Processes in the Interstellar Medium,John Wiley and Sons,New York,1978.
 村山喬:《宇宙物理学》,共立出版株式会社,東京,1978。

 

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