Межзвездная пыль и экстинкция

Крошечные твердые частицы, рассеянные в межзвездном пространстве, поглощают и рассеивают звездный свет, затемняя и покрасняя удаленные объекты, а также формируя химический состав газа.

Definition

Межзвездная пыль состоит из твердых зерен силикатного и углеродного материала микронного и субмикронного размера, смешанных с межзвездным газом; экстинкция — это ослабление и покраснение звездного света, вызванное поглощением и рассеянием этими зернами.

Scope

Эта тема охватывает состав и распределение по размерам межзвездных пылевых зерен, зависимость экстинкции и покраснения от длины волны, заметные особенности экстинкции и полосы излучения, роль пыли в нагреве и охлаждении, а также в катализе образования молекул, и методы, используемые для коррекции наблюдений на пыль.

Core questions

• Из чего состоят межзвездные пылевые зерна и каковы их размеры?
• Как экстинкция зависит от длины волны и что такое покраснение?
• Какие спектральные особенности и излучение раскрывают природу пыли?
• Как астрономы корректируют наблюдения на межзвездную экстинкцию?

Key theories

Распределение зерен по размерам

Классическая модель MRN описывает межзвездные зерна как степенное распределение размеров силикатных и графитовых частиц, воспроизводящее наблюдаемую экстинкцию в различных диапазонах длин волн.

Кривая экстинкции

Экстинкция возрастает в сторону более коротких длин волн и демонстрирует заметный ультрафиолетовый горб, а ее форма может быть параметризована одной величиной, что обеспечивает стандартизированные поправки на покраснение.

Пыль как химический катализатор

Поверхности зерен обеспечивают реакции, наиболее важной из которых является образование молекулярного водорода, которые не могут эффективно протекать в газовой фазе, что делает пыль центральным элементом межзвездной химии.

Clinical relevance

Экстинкция должна быть учтена практически при каждом наблюдении звезд и галактик; вызываемое ею покраснение пылью как усложняет, так и позволяет измерять расстояния и покраснение; а пылевые зерна управляют химическими процессами, которые приводят к образованию молекул и, в конечном итоге, планет.

History

Роберт Трумплер продемонстрировал межзвездное поглощение в 1930 году, отметив, что далекие скопления казались слишком тусклыми и покрасневшими. Модель распределения размеров зерен MRN 1977 года и параметризация экстинкции Карделли, Клейтона и Мэтиса 1989 года стали стандартными инструментами, уточненными инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопией пылевых особенностей.

Key figures

• Bruce Draine
• John Mathis
• Jason Cardelli
• Geoffrey Clayton

Seminal works

• mathis1977
• cardelli1989
• draine2003

Frequently asked questions

Почему межзвездная пыль делает звезды краснее?

Пыль рассеивает и поглощает синий свет сильнее, чем красный, поэтому звездный свет, проходящий через пыль, теряет пропорционально больше своей синей компоненты. Переданный свет, таким образом, становится как тусклее, так и смещенным в сторону красного, что называется покраснением.

Из чего состоит межзвездная пыль?

Она состоит в основном из микроскопических зерен силикатных минералов и богатого углеродом материала различного размера. Эти зерна образуются в истечениях эволюционировавших звезд и сверхновых и рассеиваются в межзвездной среде.