Как определяют наличие пыли в межзвездной среде кратко

Обновлено: 04.07.2024

Межзвёздная пыль — твёрдые микроскопические частицы, наряду с межзвёздным газом заполняющие пространство между звёзд. В настоящее время считается что пылинки имеют тугоплавкое ядро, окруженное органическим веществом или ледяной оболочкой. Химический состав ядра определяется тем, в атмосфере каких звёзд они сконденсировались. Например в случае углеродных звёзд, они будут состоять из графита и карбида кремния [1] .

Типичный размер частиц межзвездной пыли от 0,01 до 0,2 мкм, полная масса пыли составляет порядка 1 % от полной массы газа. Свет звёзд нагревает межзвёздную пыль до нескольких десятков Кельвинов, благодаря чему межзвёздная пыль является источником длинноволнового инфракрасного излучения.

Пыль также влияет на химические процессы, проходящие в межзвездной среде: пылевые гранулы содержат тяжелые элементы, которые используются как катализатор в различных химических процессах. Гранулы пыли участвуют и в образовании молекул водорода, что увеличивает темп звездообразования в металло-бедных облаках [2] .

Содержание

Средства изучения межзвёздной пыли

Дистанционное изучение.
Исследования микрометеоритов на предмет наличия вкраплений межзвёздной пыли.
Исследование океанических осадков на наличие частиц космической пыли.
Изучение частиц космической пыли, присутствующих на больших высотах в атмосфере Земли.
Запуск космических аппаратов для сбора, изучения и доставки частиц межзвёздной пыли на Землю. [3]

Интересное

За год на земную поверхность выпадает свыше 3 млн т космической пыли, а также от 350 тыс. до 10 млн т метеоритов — каменных или металлических тел, которые залетают в атмосферу из космических просторов.
Только за последние 500 лет масса нашей планеты увеличилась на миллиард тонн за счет космического вещества, что составляет лишь 0,01 % массы Земли. Однако она, по-видимому, влияет на годичное и суточное движение нашей планеты.

Источники, примечания

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Межзвёздная пыль" в других словарях:

МЕЖЗВЁЗДНАЯ ПЫЛЬ — твёрдые частицы размером от тысячных до неск. десятых долей микрона. Распределение M. п. в Галактике коррелирует с распределением межзвёздного газа; отношение содержаний (по массе) пыли и газа составляет в ср. 0,01. Пылевые частицы воздействуют… … Физическая энциклопедия

Межзвёздная пыль — Маленькие частицы в межзвёздной среде. Частицы межзвёздной пыли (размером 0,005 1 мкм) в межзвёздной среде обычно смешаны с газом. Составляя меньше 1% массы межзвёздной среды, пыль поглощает гораздо больше света и генерирует гораздо больше… … Астрономический словарь

межзвёздная пыль — kosminės dulkės statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cosmic dust; interstellar dust; space dust vok. interstellarer Staub, m; kosmische Staubteilchen, m rus. космическая пыль, f; межзвёздная пыль, f pranc. poussière cosmique, f; poussière… … Fizikos terminų žodynas

МЕЖЗВЁЗДНАЯ СРЕДА — материя, заполняющая пространство между звёздами внутри галактик. Материя в пространстве между галактиками наз. межгалактич. средой (см. Скопления галактик. Межгалактический газ). Газ в оболочках вокруг звёзд (околозвёздные оболочки) часто… … Физическая энциклопедия

Межзвёздная среда — Карта местного межзвёздного облака Межзвёздная среда (МЗС) вещество и поля, заполняющие межзвёздное пространство внутри галактик … Википедия

Межзвёздная среда — разреженное вещество, межзвёздный газ и мельчайшие пылевые частицы, заполняющие пространство между звёздами в нашей и других Галактиках. В состав М. с. входят, кроме того, Космические лучи, межзвёздные магнитные поля (См. Межзвёздное… … Большая советская энциклопедия

Межзвёздная комета — Межзвёздные кометы это кометы, которые гипотетически существуют в межзвёздной среде[1], не связанные силами тяготения с какой либо звездой[2]. Хотя ни одной такой кометы ещё не было обнаружено, предполагается, что эти объекты очень… … Википедия

межзвёздная среда — включает разреженное вещество (газ, пыль), электромагнитное излучение, космические лучи, нейтрино и другие виды материи, заполняющей пространство между звёздами в нашей Галактике и других галактиках. Плотность межзвёздной среды 10–24 10–26 г/см3 … Энциклопедический словарь

Пыль межзвёздная — мелкие твёрдые частицы, рассеянные в межзвёздном пространстве … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов

МЕЖЗВЁЗДНАЯ СРЕДА — включает разреженное в во (газ, пыль), эл. магн. излучение, космич. лучи, нейтрино и др. виды материи, заполняющей пространство между звёздами в нашей Галактике и др. галактиках. Плотн. М.с. 10 24 10 26Г/СМ3 … Естествознание. Энциклопедический словарь

"Когда б вы знали, из какого сора

Растут стихи, не ведая стыда…"

А.Ахматова

Как можно исследовать межзвездную пыль на расстояниях в тысячи и миллионы световых лет, тем более, что ее средняя плотность в пространстве невообразимо мала – всего 10 в минус 25 степени грамм в кубическом сантиметре.

Пыль вместе с межзвездным газом образует газопылевое вещество, в котором газа по массе в сто раз больше, чем пыли.

Пылинки проявляет себя прежде всего избирательным рассеянием света расположенных за ними звезд. Пылинки размером в десятые и сотые доли микрона рассеивают приходящее от звезд коротковолновое электромагнитное излучение, а для более длинноволнового они не служат препятствием, и оно свободно проходит.

Поэтому звезды, свет которых прошел через пылевую среду, кажутся более красными. А как узнать, звезды покраснели из-за влияния межзвездной пыли, или они в действительности такого цвета? Настоящий цвет звезд определяется их температурой. Ее оценивают по потенциалам возбуждения линий атомов и ионов в спектрах звезд. Полученной температуре должен соответствавать и непрерывный спектр звезды - распределение интенсивности излучения по длинам волн. Но, если свет звезды прошел через пылевую среду, то в красном и инфракрасном участках спектра наблюдается избыточное для данной температуры излучение. Это покраснение свидельствует о присутствии пыли в межзвездном пространстве и о размерах рассеивающих пылинок.

Часто можно наблюдать, что звезды погружены в раноцветные газопылевые облака. Газ флюоресцирует под действием излучаемого звездами ультрафиолета, а пыль отражает свет звезд. В зависимости от их температуры звезды могут быть различных цветов, поэтому и туманности так живописны.

Более кортковолновое излучение звезд, попадая на холодные пылинки, нагревает их и переизлучается в инфракрасном диапазоне, образуя инфракрасные ореолы вокруг старых звезд и планетарных туманностей.

Многие пылинки приобретают заряд: отрицательный - при налипании электронов (межзвездный газ – плазма), положительный – при фотоэффекте под действием ультрафиолетового излучения горячих звезд. Заряженные пылинки выстраиваются вдоль силовых линий межзвездных магнитных полей и образуют пространственные структуры, проходя через которые, свет далеких звезд поляризуется. Это явление служит источником информации о форме пылинок, их заряде, присутствии в них металлов и т.п.

Межзвездные пылинки оказываются не такими уж незаметными. Они обнаруживают себя рассеянием, поглощением, отражением, переизлучением, и поляризацией света звезд. Наблюдая эти явления, астрофизики определяют размеры пылинок, их массу, химический состав, форму, магнитные свойства и другие особенности.

В радиодиапазоне наблюдают излучение разных молекул, в том числе и органических, образующихся на поверхности пылинок.

Если молекулы воды, гидроксила, окиси кремния находятся в возбужденном состянии, то они могут стать источниками мазерного (в радиоволновом диапазоне) излучения.

Но астрофизики стремятся изучать сами межзвездные пылинки в земных лабораториях. Это сложная задача, так как солнечный ветер препятствует попаданию этих пылинок внутрь Солнечной системы, а попавшие межзвездные пылинки надо научиться отличать от межпланетных.

Космический аппарат Хаббл изучает свойства межзвездного вещества в окрестностях аппаратов Вояджер-1 и Вояджер-2 и передает эту важную информацию на Землю. Запущенные 40 лет тому назад, они достигли границ Солнечной системы и выходят в межзвездное пространство, продолжая держать связь с Землей. Сигнал от Вояджера-1 доходит до Земли за 38 часов, от Вояджера-2 – за 31 час, а от Луны, для сравнения расстояний, - всего за 1,3 секунды.

Космический аппарат Stardust все же доставил в земную лабораторию межзвездныую пыль, правда, всего 7 пылинок. Он сбросил контейнер с пробой пыли, взятой из головы кометы Уайлда-2, в которой содержались и эти пылинки.

Исследование драгоценных объектов производится с величайшей осторожностью и тщательностью.

Межзвездная пыль – это продукт разнообразных по своей интенсивности процессов, протекающих во всех уголках Вселенной, а ее невидимые частицы достигают даже поверхности Земли, летая в атмосфере вокруг нас.

Общие сведения

Многократно подтвержденный факт – природа не любит пустоты. Межзвездное космическое пространство, представляющееся нам вакуумом, на самом деле заполнено газом и микроскопическими, размером в 0,01-0,2 мкм, частицами пыли. Соединение этих невидимых элементов рождает объекты огромной величины, своего рода облака Вселенной, способные поглощать некоторые виды спектрального излучения звезд, иногда полностью скрывая их от земных исследователей.

Из чего состоит межзвездная пыль?

Строение межзвездной пыли

Эти микроскопические частицы имеют ядро, которое формируется в газовой оболочке звезд и полностью зависит от ее состава. Например, из крупиц углеродных светил образуется графитовая пыль, а из кислородных – силикатная. Это интересный процесс, длящийся целыми десятилетиями: при остывании звезды теряют свои молекулы, которые улетая в пространство, соединяются в группы и становятся основой ядра пылинки. Далее формируется оболочка из атомов водорода и более сложных молекул. В условиях низких температур межзвездная пыль находится в виде кристалликов льда. Странствуя по Галактике, маленькие путешественники теряют часть газа при нагревании, но место улетевших молекул занимают новые.

Расположение и свойства

Основная часть пыли, которая приходится на нашу Галактику, сосредоточена в области Млечного Пути. Она выделяется на фоне звезд в виде черных полос и пятен. Несмотря на то, что вес пыли ничтожен в сравнении с весом газа и составляет всего 1%, она способна скрывать от нас небесные тела. Хотя частички друг от друга и отделяют десятки метров, но даже в таком количестве наиболее плотные области поглощают до 95% света, излучаемого звездами. Размеры газопылевых облаков в нашей системе действительно огромны, они измеряются сотнями световых лет.

Влияние на наблюдения

Глобулы Теккерея делают невидимой область неба, расположенную за ними

Межзвездная пыль поглощает большую часть излучения звезд, особенно в синем спектре, она искажает их свет и полярность. Наибольшее искажение получают короткие волны далеких источников. Микрочастицы, смешанные с газом, заметны в виде темных пятен на Млечном Пути.

Материалы по теме

В связи с этим фактором ядро нашей Галактики полностью скрыто и доступно для наблюдения только в инфракрасных лучах. Облака с высокой концентрацией пыли становятся практически непрозрачными, поэтому частицы, находящиеся внутри, не теряют свою ледяную оболочку. Современные исследователи и ученые считают, что именно они, слипаясь, образуют ядра новых комет.

Интересные особенности, факты

Наукой доказано влияние гранул пыли на процессы образования звезд. Эти частицы содержат различные вещества, в том числе металлы, которые выступают катализаторами многочисленных химических процессов.

Наша планета каждый год увеличивает свою массу за счет падающей межзвездной пыли. Конечно, эти микроскопические частицы незаметны, а чтобы их найти и изучить исследуют дно океана и метеориты. Сбор и доставка межзвездной пыли стали одной из функций космических аппаратов и миссий.

При попадании в атмосферу Земли крупные частицы теряют свою оболочку, а мелкие незримо кружат годами вокруг нас. Космическая пыль вездесуща и схожа во всех галактиках, астрономы регулярно наблюдают темные черточки на лике далеких миров.

1. Что понимают под межзвёздной средой? Чем она заполнена?

Межзвёздная среда — это вещество и поля, заполняющие межзвёздное пространство внутри Галактики. Межзвёздное вещество в основном состоит из разреженного газа и пыли. Вся межзвёздная среда пронизывается магнитными полями, космическими лучами, электромагнитным излучением

2. Какова масса межзвёздного вещества нашей Галактики?

Масса межзвёздного вещества нашей Галактики (не считая короны) составляет 2% от общей массы Галактики.

3. Что понимают под туманностями? Назовите основные виды туманностей. Почему одни туманности светлые, а другие — тёмные?

Области ионизированного водорода с температурой 8000-10000 К проявляют себя в оптическом диапазоне как светлые диффузные туманности. Светятся они за счёт ультрафиолетового излучения, которое излучают ближайшие горячие звёзды (спектральных классов В и О).

Также туманность светится за счёт отражения звёздного света. Данные туманности содержат много пыли.

Ещё один тип туманности — планетарные туманности. Они выглядят как слабо светящиеся диски или кольца, напоминающие диски планет. Планетарные туманности — светящаяся расширяющаяся оболочка ионизированного газа, сброшенного красным гигантом на конечной стадии своей эволюции. В центре данной туманности находится горячий белый карлик или нейтронная звезда — остаток погибшего красного гиганта.

4. Что собой представляет межзвёздная пыль?

Межзвёздная пыль — это мелкие твёрдые частички неправильной формы размером от 0,01 до 1 мкм. Они состоят из тугоплавкого ядра и оболочки из летучих соединений. Пыль играет активную роль и участвует как существенный компонент в протекающих во Вселенной процессах.

5. Из каких наблюдений можно сделать вывод о существовании межзвёздной пыли?

Из-за наличия пыли в космосе самые плотные газовые образования — молекулярные облака — почти полностью прозрачны. Они выглядят на небе как тёмные области, где практически нет звёзд.

6. Каково происхождение газопылевых туманностей и молекулярных облаков?

Основная часть межзвёздного газа сосредоточена в спиральных ветвях Галактики, где он распределён также неравномерно: собран в клочковатые образования размерами в десятки и сотни парсек со средней концентрацией частиц несколько атомов в 1 см$^3.$ Около половины массы межзвёздного газа содержится в гигантских молекулярных облаках со средней массой 105 масс Солнца и диаметром около 40 пк. Из-за низкой температуры (около 10 К) и повышенной плотности (до $10^3$ частиц в 1 см$^3$) водород и другие элементы в этих облаках объединены в молекулы. Таких молекулярных облаков в Галактике насчитывается около 4000.

7. Что представляют собой космические лучи? Какими свойствами они обладают?

Помимо разреженного газа и пыли, в межзвёздном пространстве простираются космические лучи — потоки большого количества элементарных частиц и ядер различных атомов, которые движутся со скоростями, близкими к световой, пронизывая всё межпланетное и межзвёздное пространство.

Читайте также: