Interstellar közepes 1
Szerint jelen nézetek, a csillag által alkotott kondenzációs egy nagyon ritka csillagközi gáz-por környezeti. Tehát mielőtt beszélni a módját az evolúció csillagok, meg kell összpontosítani a tulajdonságait a csillagközi anyag.
A csillagközi gáz volt kimutatható a század elején, mivel a felszívódás a sorok ionizált kalciumot, mely termel a spektrumok távoli forró csillagok. Azóta, módszerek tanulmányozása csillagközi gázt folyamatosan javult, és már elérte a magas fokú tökéletesség. Ennek eredményeként sok éves munkájának csillagászok most tulajdonságai csillagközi gáz lehet tekinteni eléggé jól ismertek. A sűrűsége a csillagközi közeg gáz elhanyagolható. Az átlagos területeket a csillagközi térben található, közel a galaktikus síkon 1 cm3 mintegy 1 atom. Emlékezzünk, hogy az azonos mennyiségű levegő 2.7 * 1019 molekulákat. Még a legtökéletesebb vákuumkamrák atomi koncentrációja nem kevesebb, mint 103 cm-3. Mégis, a csillagközi anyag nem tekinthető a vákuum! Az a tény, hogy a vákuum, mint ismeretes, úgy definiáljuk, hogy egy olyan rendszer, amelyben a szabad úthossza az atomok vagy molekulák meghaladja a jellemző méreteket a rendszer. Azonban a csillagközi térben közepes szabad úthossz az atomok százszor kisebb, mint a távolság a csillagok között. Ezért mondhatjuk a csillagközi gáz folyamatos, összenyomható közeg és alkalmazza ezt a környezetet jogszabályok gázdinamikáról.
A kémiai összetétele a csillagközi gáz elég jól kutatott. Ez hasonló a kémiai összetétele a külső rétegek a fő szekvencia csillagok. Predominant hidrogénatomok és hélium atomok viszonylag kevés fémek. A meglehetősen észlelhető mennyiségű egyszerű jelen molekuláris vegyületek (például, CO, CN). Lehetséges, hogy egy jelentős része a csillagközi gáz formájában molekuláris hidrogén. Fejlesztése extra-atmoszferikus csillagászati megnyitották a lehetőséget a megfigyelő molekuláris hidrogén vonalak a távoli ibolyántúli régió a spektrum.
A fizikai tulajdonságai csillagközi gáz lényegében attól függ, hogy ez a relatív közelsége a forró csillagok, vagy másfelől, ez elég távol tőlük. Az a tény, hogy az ultraibolya sugárzás forró csillagok ionizálja a hidrogén teljesen nagy távolságban. Így, Class O5 csillagos maga körül ionizálja hidrogénatom óriás sugara körülbelül 100 ps.
Csillagközi gáz hőmérséklet a területeken (definíció szerint a jellemző kuszált termikus részecske mozgások) eléri a 10 ezer. K. Ilyen körülmények mezzhzvezdnaya közegben sugároz egyes vonalak a látható spektrumban, különösen a piros vonal a hidrogén. Ezek a régiók a csillagközi anyag hívjuk «HII régió”. Azonban a legtöbb csillagközi anyagban elég távol a forró csillagok. Hidrogén ionizált ott. A gáz hőmérséklet alacsony, körülbelül 100 K vagy ennél alacsonyabb. Itt van, hogy van egy jelentős mennyiségű hidrogén-molekulák.
Szintén gáz a csillagközi anyag belép a térbe port. Az összeg az ilyen porrészecskék alkotják 10-4-10-5 cm. Ők felelősek az elnyelt fény a csillagközi térben, ami miatt nem látjuk tárgyakat a galaktikus sík távolság több, mint 2-3000. Zsolt. Szerencsére, kozmikus por, valamint a kapcsolódó csillagközi gáz erősen koncentrálódik a galaktikus síkon. A vastagsága a gáz-por réteg csak körülbelül 250 ps. Ezért a sugárzás a kozmikus objektumok, területek alkotják a nagy szögben a galaktikus síkon, felszívódik egy kicsit.
Csillagközi gáz és por összekeverjük. Az arány átlagos sűrűsége a gáz és a por a csillagközi térben körülbelül 100: 1. Megfigyelések azt mutatják, hogy a térbeli a gáz sűrűsége és a por a csillagközi anyag változik nagyon szabálytalan. Ahhoz, hogy ezt a közeget jellemzi egy hangsúlyos „szakadt” eloszlás. Létezik formájában felhők (amelyben a sűrűség 10-szer nagyobb, mint az átlagos), régiókkal elválasztva, ahol a sűrűség elhanyagolható. Ezek a gázok-porfelhő koncentrálódnak főleg a spirálkarjai a Galaxy, és részt vesznek a galaktikus forgatás. Egyedi felhők sebesség 6-8 km / s, mint már említettük. A legsűrűbb ilyen felhők megfigyelt sötét vagy világos köd.
Jelentős mennyiségű információt a természet a csillagközi gáz érkezett az elmúlt két évtizedben, köszönhetően a nagyon hatékony felhasználását rádiócsillagászati módszerekkel. Különösen gyümölcsöző oyli tanulmány csillagközi gáz a 21 cm-t. Mi a hullám? Még a negyvenes volt várható elméletileg, hogy a semleges hidrogénatomok körülményei között csillagközi teret kell sugározni spektrális összhangban hullámhosszon 21 cm. Az a tény, hogy a fő, a legtöbb „mélyebb” kvantum állapotát a hidrogénatomok két nagyon közel szinten. Ezek a szintek különböző orientációban a mágneses momentumát hidrogén atommag (protonok), és körül forgó elektron. Ha pillanatok orientált párhuzamos kiderül, az egyik szinten, ha a antiparallel - egyéb. Az energia az egyik ezek a szintek valamivel nagyobb, mint a többi (összeggel kétszeresével egyenlő a kölcsönhatás energiája az elektron és a proton mágneses pillanatok). Törvényei szerint a kvantumfizika, időről időre meg kell spontán átmenetek a magasabb energia szinten, hogy csökkentse az energia. Ez lesz a kibocsátott foton arányos frekvenciájú energia különbség szintjét. Mivel az utóbbi nagyon kicsi ebben az esetben, akkor a frekvencia a sugárzás alacsony. A megfelelő hullámhosszú egyenlő lesz 21 cm.
A számítások azt mutatják, hogy az ilyen átmenetek a szintek között a hidrogén atom rendkívül ritka: átlagosan egyetlen atom van egy passzus a 11 millió éves.! A tapasztalat elhanyagolható értéke az ilyen folyamatok, elég azt mondani, hogy az emissziós spektrum vonalak az optikai átmenetek előfordulnak minden száz milliomod másodperc. Mégis kiderül, hogy ez a sor által kibocsátott csillagközi atomok, egy jól megfigyelt intenzitást.
Mivel csillagközi atomok eltérő sebességek a vonal mentén tekintve, mert a Doppler-effektus sugárzás a 21-cm-es vonal „maszatos” a 1420 MHz-es frekvenciasávban (ez a frekvencia megfelel egy hullámhossz 21 cm). Szerint az intenzitás eloszlása a sávban (egy úgynevezett „vonal profil”) lehet felfedezni minden mozgását érintő csillagközi hidrogénatomok. Ezáltal lehetővé vált, hogy vizsgálja meg a funkciók galaktikus forgatás csillagközi gáz kiszámíthatatlan mozgását az egyes felhők, valamint a hőmérséklet. Továbbá, ezek a megfigyelések száma határozza meg a hidrogénatomok a csillagközi térben. Mi így látjuk, hogy a rádiócsillagászati kutatásokra 21 cm hatékony módszer a sugárzás és dinamika a csillagközi anyag a galaxis. Az utóbbi években ez a módszer, hogy tanulmányozza más galaxisok, mint például Andromeda. Ahogy növeli a méretét a rádióteleszkóp nyit új lehetőségeket tanulmányozza a távolabbi galaxisok hidrogén rádiót.
A késői 1963-ban fedezték fel, egy másik csillagközi rádiókapcsolat tartozó molekulák hidroxil-OH, egy 18 cm-es hullámhosszú (vonal négy közel frekvenciaösszetevőt - 1612, 1665, 1667 és 1720MGts)). A létezése E vonal elméletileg megjósolt a híres szovjet asztrofizikus Shklovskii 1949-ben az irányt a galaktikus központ a intenzitása a vonal (amely megfigyelhető abszorpciós) nagyon magas volt. Ez megerősíti a fenti következtetést, hogy bizonyos területeken a csillagközi térben gáz elsősorban a molekuláris állapotban. 1967-ben, a rádió kapcsolat volt nyílt víz H2O hullámhosszúságú 1,35 cm.
Az elmúlt 15 évben, hogy telt felfedezése után a csillagközi rádió OH-ben felfedezett sok más rádióösszeköttetésekre csillagközi eredetű tartozó különböző molekulák. Ezek közül különösen fontos, hogy van CO molekula, ahol a rádiókapcsolati hullámhosszúságú 2,64 mm figyelhető meg szinte minden területén a csillagközi médium. Vannak molekulák a rádióban, amelyek során csak a sűrű, hideg felhők a csillagközi anyag. Elég meglepő felfedezése volt rádióösszeköttetések ilyen felhők nagyon bonyolult poliatomos molekulák, például, SN3NSO, CH3CN és mások.
Nagyon hasznos az a tény, hogy a mindenkori rádió tartozó különböző izotópjai ugyanazon molekula igen jelentősen eltérő hullámhosszon. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy vizsgálja meg az izotóp-összetétel, a csillagközi anyag, ami nagyon fontos, hogy a probléma az evolúció anyag a világegyetemben. Különösen, külön-külön megfigyelt izotópos kombinációit, mint a szén-monoxid: 12C16 O 13S16O és 12S18O. Field a csillagközi körülvevő közeg forró csillagok, ahol a hidrogén teljesen ionizált ( „HII régió”), nagyon jól kutatott segítségével úgynevezett „rekombináció” a rádiót, melynek létezését elméleti úton, mielőtt azok felfedezése a szovjet csillagász NS Kardashev. „Rekombinációs” vonalak keletkezik közötti átmenetek nagyon magasan gerjesztett atomok (például közötti 108 és 107 szinten a hidrogénatom). Az ilyen „magas” szinten létezhetnek csillagközi anyagban csak azért, mert rendkívül alacsony sűrűségű. Megjegyzés, például, hogy csak az első 28 szinten a hidrogénatom létezhetnek a szoláris atmoszférában; magasabb szintek megsemmisült való kölcsönhatás miatt a környező plazma részecskék.
Már néhány évvel ezelőtt, a csillagászok kaptak néhány közvetett bizonyíték, hogy létezik a csillagközi mágneses mezők. Ezek mágneses mezőt a felhők a csillagközi gáz és mozgassa őket. A feszültség ilyen területek közelében 10-5E, azaz 100 ezer. Szor kisebb, mint a Föld mágneses térerősség a bolygó felszínén. Az általános iránya vonalak mágneses erő egybeesik az irányt az ágak a spirális szerkezet a Galaxy. Azt mondhatjuk, hogy a spirális karok maguk óriás méretű mágneses fluxus csövek.
A 1962 végéig, hogy létezik a csillagközi mágneses mezőt hoztak a brit rádió csillagászok közvetlen megfigyelés. Erre a célra egy nagyon vékony vizsgált polarizációs hatások a rádiókapcsolat 21 cm, megfigyelhető a spektrum egy erős rádió forrás - Crab. Ha csillagközi gáz egy mágneses mező, várható hasítási vonal 21 cm több komponensek, különböző polarizációs. Mivel a mágneses mező nagyon kicsi, ez felosztása teljesen elhanyagolható. Ezen túlmenően, az abszorpciós vonal szélessége 21 cm igen jelentős. Az egyetlen dolog, ami várható egy ilyen helyzetben - egy kis szisztematikus eltérések polarizációját profilja az abszorpciós vonalak. Tehát biztos, hogy érzékeli ezt a finom hatást - figyelemre méltó eredmény a modern tudomány. A mért érték a csillagközi mágneses mező megjelent teljes összhangban az elméletileg várt szerinti közvetett adatokat.
Vizsgálatoknál a csillagközi mágneses mezők alkalmazott Radioastronomical alapuló módszer tanulmányozása polarizációs síkját forgatás extragalaktikus rádióforrásokat ahogy áthalad a „mágnesezett” csillagközi anyag ( „Faraday-effektus”). Ez a módszer már képes megszerezni számos fontos adat a szerkezet a csillagközi mágneses mezők. Az elmúlt években, mint a polarizált sugárforrások mérni a mágneses mező olyan csillagközi módszer pulzár.
Csillagközi mágneses mezők döntő szerepet játszanak a kialakulásában sűrű hideg gáz és por felhők a csillagközi anyagban, amelyből a sűrített csillagok.
A csillagközi mágneses mezők szorosan kapcsolódik az elsődleges kozmikus sugarak, hogy töltse ki a csillagközi térben. Ez részecskékből (proton, magok a nehezebb elemek, valamint az elektronok), amelynek energiáit haladja száz millió elektronvolt elérése előtt 1020-1021 eV. Mozognak mentén a mágneses mező mentén spirális pályák. Az elektronok elsődleges kosmichesknh sugarak mozgó csillagközi mágneses mezők sugároz rádióhullámok. Ez a sugárzás figyelhető meg bennünket, mint a rádió-kibocsátást a Galaxy (az úgynevezett „szinkrotron sugárzás”). Így a rádiócsillagászati megnyitotta a lehetőséget, hogy tanulmányozza kozmikus sugárzás a mélyben a galaxis, és még annak határain túl. Ő először jelentette a problémát, a származási kozmikus sugárzás egy szilárd tudományos alapot.