為什么說(shuō)星際空間塵土飛揚(yáng)
宇宙是非常廣闊深邃,繁復(fù)多變的,是值得人去探索的。大家看過(guò)最近很火的一部美國(guó)大片星際穿越嗎?估計(jì)看過(guò)的人都知道,每個(gè)星球之間的距離是非常遙遠(yuǎn)的,是以光年計(jì)算的,可是為什么說(shuō)星際空間塵土飛揚(yáng)呢?下面就小編來(lái)給大家解答一下疑惑吧。
在銀河系里,恒星與恒星之間的距離非常遙遠(yuǎn)。平均來(lái)說(shuō)有3~4光年,就像是相隔了幾千千米的兩個(gè)足球。如此廣袤的星際空間里,是否只有無(wú)盡的空虛呢?答案是否定的。當(dāng)我們仔細(xì)注視銀河的時(shí)候,會(huì)發(fā)現(xiàn)有一條邊界模糊的不規(guī)則陰影,貫穿了條銀河。這就是彌漫在銀盤(pán)各處的塵埃。
星際塵埃的溫度很低,只有十幾開(kāi)到一二百開(kāi),所以它們不像恒星那樣發(fā)出可見(jiàn)光,而是在明亮的銀河背景前面,顯現(xiàn)出它們的&ld;剪影&rd;。塵埃本身也有自己的&ld;熱輻射&rd;,只是輻射集中在波長(zhǎng)很長(zhǎng)的波段上,從十微米到幾百微米,就是我們平常所說(shuō)的中、遠(yuǎn)紅外線。在這個(gè)波段上,恒星早已黯淡無(wú)&ld;光&rd;了。如果我們用紅外波段去觀察銀河系,就會(huì)看到這樣一幅圖景:到處都是彌漫的、分布不規(guī)則的塵埃,像是疏密不一的云塊,也像是被風(fēng)揚(yáng)起的沙塵。
塵埃大多數(shù)集中在銀道面附近,雖然密度極低,平均每立方米只有幾個(gè)塵埃粒子,但是從我們太陽(yáng)系看過(guò)去,個(gè)銀盤(pán)上的塵埃足以累積成一條濃密的塵埃帶。塵埃顆粒的大小不一,平均來(lái)講只有01微米。它們的成分主要是碳、氮、氧、硅等元素構(gòu)成的硅酸鹽、石墨等分子,以及水和微量的氨、甲烷等混合而成的冰狀物。隨著觀測(cè)的深入,還發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的復(fù)雜有機(jī)分子。20世紀(jì)30年代以來(lái),天文學(xué)家先后在塵埃中發(fā)現(xiàn)了甲基分子、氰基分子、羥基分子和一氧化碳分子。20世紀(jì)70年代以后,隨著觀測(cè)技術(shù)大幅度提高,更多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子被發(fā)現(xiàn)。其中最有名的要數(shù)多環(huán)芳香烴(簡(jiǎn)稱PAH)。它們是含兩個(gè)以上的苯環(huán)(碳原子構(gòu)成的六元環(huán))結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。于溫度很低,這些分子都以固態(tài)的形式存在。PAH有一個(gè)非常好的觀測(cè)特性,它在幾乎所有的紅外波段上都有特征發(fā)射線,比較容易辨別;而且PAH在塵埃中到處存在,常常被天文學(xué)家作為塵埃分布的示蹤源。
塵埃是以固體形式存在的,而在星際介質(zhì)中,比塵埃更多的是氫和氦等元素組成的氣體。溫度高的以離子形式存在,溫度較低的以原子的形式存在,而溫度低至幾十開(kāi)時(shí),就以分子氣體的形式存在。分子氣體雖然總量不多,但一般是以云團(tuán)的形式聚集在一起,形成分子云。分子云中通常還混雜著大量的塵埃。在某些局部,分子云的密度高出物質(zhì)平均密度幾十倍,形成一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)區(qū)域不大但很密集的云塊,這就是觀測(cè)上所說(shuō)的星云。
星云本身不發(fā)出可見(jiàn)光,而且其中含有大量的塵埃,所以有可能在遠(yuǎn)方恒星的背景上看到云塊的陰影,我們稱之為暗星云;有些星云附近或者云中有一些很亮的恒星,星云因反射這些恒星的光而被我們看見(jiàn),稱為反射星云;如果這些亮星的溫度很高,能夠發(fā)出能量很高的光子,星云還有可能在它們照射下受激發(fā)光,成為發(fā)射星云。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō),這些分子云構(gòu)成的星云應(yīng)該稱為彌漫星云,它們通常是恒星的誕生地,也被稱為是恒星的搖籃。而另外兩種常見(jiàn)的彌散天體‐‐行星狀星云和超新星遺跡,雖然也被稱為星云,實(shí)際上卻是恒星演化末期的產(chǎn)物,和彌漫星云是兩類完全不同的天體。