Mediul interstelar

Distribuția hidrogenului ionizat (H II) în mediul interstelar galactic așa cum se vede prin Wisconsin Hα Mapper , pe astro.wisc.edu . ^[1]

În astronomie , mediul interstelar (prescurtat în ISM , din limba engleză InterStellar Medium ) este materialul rarefiat constând din gaz și praf care se găsește între stele într-o galaxie . Mediul interstelar galactic este umplut cu energie sub formă de radiație electromagnetică și se amestecă treptat cu mediul intergalactic înconjurător.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea , spațiul interstelar era considerat în esență gol. În 1904 , astronomul german Johannes Hartmann a descoperit gazul interstelar, în timp ce douăzeci și șase de ani mai târziu, în 1930 , elvețianul Robert Trumpler a descoperit praful interstelar, care a provocat roșeața culorii stelelor îndepărtate.

Descriere

Mediul interstelar este format dintr-un amestec destul de rarificat de ioni , atomi , molecule , boabe de praf, raze cosmice și câmpuri magnetice ; ^[2] în masă 99% din materie este alcătuită din gaze, restul de 1% din praf. Densitățile (ρ) variază de la câteva mii la câteva sute de milioane de particule pe metru cub , cu o valoare medie în Calea Lactee de un milion de particule pe m ³ (1 particulă pe cm ³ ). Soarele , de exemplu, călătorește în prezent, pe parcursul orbitei sale în jurul centrului galactic , în interiorul Norului Interstelar Local (ρ = 0,1 atomi cm ⁻³ ), plasat la rândul său în interiorul Bulei Locale (ρ = 0,05 atomi cm ^{- 3} ). Ca rezultat al nucleosintezei Big Bang , gazul mediu interstelar este alcătuit din aproximativ 89% hidrogen și 9% heliu , cu 2% elemente mai grele (denumite „ metale ” în jargonul astronomic) și compuși urme.

Mediul interstelar joacă un rol important în astrofizică datorită rolului său de „punct de mijloc” între ordinele de mărime stelare și ordinele de mărime galactice. Stelele și interacționare în mai multe moduri cu mediul interstelar: în primul rând, nori moleculari formeaza in interiorul mai dense regiuni ale ISM, apoi modelează structurile lor datorită lor vânturilor și să modifice compoziția lor, îmbogățindu - l cu elemente mai grele. Produse în interiorul ei , odată ce ajung la sfârșitul evoluției lor, prin emisia unei nebuloase planetare sau prin explozia unei supernove ; acest din urmă mecanism se află la baza producerii de elemente mai grele decât fierul , ultimul element care poate fi sintetizat în nucleul unei stele. Aceste interacțiuni continue între stele și ISM ajută la determinarea ratei la care o galaxie își consumă rezervele de gaze și, prin urmare, ne permite să măsurăm timpul în care suferă formarea activă de stele.

Compoziţie

Mediul este compus în mod normal din 99% gaz și 1% praf . Gazul este compus în medie de 90% hidrogen și 10% heliu , cu urme de elemente mai grele (deși denumite în mod necorespunzător metale în termeni astronomici). Acestea includ calciu , neutre sau sub formă de cationi Ca ⁺ (90%) și Ca ⁺⁺ (9%), anorganic ( H ₂ O , CO , H ₂ S , _NH3 , HCN ) și organice ( formaldehidă , acid formic , etanol ) și radicali (HO °, CN °).

Acest mediu este de obicei extrem de slab: densitățile variază de la câțiva atomi la câteva sute de atomi pe centimetru cub (care este încă de un milion de ori mai dens decât regiunile din afara unei galaxii). Studii recente au arătat că densitatea în vecinătatea Soarelui (în decurs de 15 ani lumină ) este mult mai mică decât media galactică: 0,04 până la 0,1 atomi pe centimetru cub.

Compoziția mediului interstelar este diferită în diferitele tipuri de galaxii : în eliptice este aproape complet absentă, în lenticulare este prezentă într-o măsură limitată, în timp ce este mai prezentă în galaxiile mai tinere, cum ar fi galaxiile spirale , inclusiv în cea Lactee Calea .

Trăsăturile proeminente ale mediului interstelar sunt cele în care, dintr-un motiv sau altul, este cel mai concentrat: nori moleculari gigantici (în care există adesea o activitate animată de formare a stelelor ), nori interstelari , rămășițe de supernova , nebuloase planetare și altele difuze și structuri nebulare .

Efecte

Efectul mediului interstelar asupra observațiilor se numește dispariție : lumina unei stele este diminuată în intensitate deoarece este refractată și absorbită de mediu. Efectul diferă în funcție de lungimea de undă a luminii. De exemplu, lungimea de undă tipică pentru absorbția moleculară a hidrogenului este de aproximativ 92 nm , n = 1, adică tranziția Lyman-alfa . Prin urmare, este aproape imposibil să vezi lumina emisă de stea la această lungime de undă, deoarece este absorbită aproape în tot timpul călătoriei sale către Pământ .

Cu toate acestea, este posibil să se studieze mediul interestelar prin exploatarea dispariției sale: diferitele benzi de absorbție, care nu pot fi atribuite stelei, oferă informații despre densitatea și viteza gazului care îl compune. Informația a fost obținută prin studierea unei singure linii a spectrului său, radiația la 21 cm de hidrogen .

Etape

Mediul interstelar este în general împărțit în trei „faze”, în funcție de „temperatura” sa: cald (milioane de grade), temperat (mii de grade) și rece (câteva zeci de kelvini ). Trebuie remarcat faptul că „temperatura” este considerată în acest caz ca o expresie a vitezei particulelor de gaz, dacă ar fi măsurată cu un termometru ar înregistra în orice caz valori apropiate de zero absolut.

Modelul în trei faze a fost introdus de Chistopher McKee și Jeremiah Ostriker într-o lucrare din 1977 ^[3] și a constituit baza studiilor ulterioare. Proporția relativă a acestor trei faze este încă o chestiune de dezbatere. ^[4]

Notă

Bibliografie

• Margherita Hack , Universul din pragul Mileniului III , SuperBur Science , 2000.

Elemente conexe

• Praful interstelar
• Nor interstelar
• Planeta interstelară
• Cometă interestelară
• Regiunea HI
• Mediu interplanetar
• Spațiul intergalactic

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe spațiul interstelar

linkuri externe

• ( EN )Medium interstelar , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de fizică

Portalul obiectelor Deep Sky

Portalul Stelelor