Наука и космос

Межзвездная пыль

Межпланетная среда составляет от 10 до 15% видимой массы Млечного Пути. Межзвездное пространство также заполнено пылью и газом. Около 99% материала – это газ, а остальное – «пыль». Хотя межзвездная пыль составляет только около 1% межзвездной среды, она оказывает гораздо большее влияние на свет звезды в видимой полосе. Из-за пыли мы можем видеть космическое пространство приблизительно на 6000 световых лет в плоскости Галактики.

Без пыли мы смогли бы видеть сквозь весь диск Галактики в 100 000 световых лет. В отличие от межзвездного газа, пыль предоставляет место для образования молекул. Наиболее важным является то, что звезды и планеты – это облака из межзвездного газа и пыли.

Межзвездная пыль: ее состав и свойства

Химический состав межзвездной пыли показывает, что она состоит из тонких, сильно сплющенных чешуек или игл из графита (углерод) и силикатов (минералы в виде камней), покрытых водяным льдом. Каждая пылевая чешуйка примерно равна длине волны синего света или меньше. Пыль, вероятно, образуется в холодных внешних слоях красных гигантских звезд и рассеивается в красных гигантских ветрах и планетарных туманностях.

Звездный свет, проходящий сквозь пылевое облако, может изменяться несколькими способами. Свет может быть полностью заблокирован, если пыль достаточно густая, или она может быть частично рассеянной на величину, которая зависит от цвета света и толщины пылевого облака. Вся длина световых волн, проходящих сквозь пылевое облако, будет несколько затемнена. Этот эффект называется исчезновением.

Как определяют наличие пыли в межзвездной среде

Открытие космической пыли произошло сравнительно недавно. В 1930 г. Р. Дж. Трамплер (1886-1956 гг.) составил график с угловым диаметром звездных скоплений в зависимости от расстояния до них.

Он вывел расстояния из обратного квадрата по закону яркости – дальние кластеры должны казаться тусклее. Если все кластеры имеют примерно одинаковый линейный диаметр L, то угловой диаметр должен быть равен (постоянная L) / расстоянию. Но он обнаружил систематическое увеличение линейных размеров кластеров в зависимости от расстояний до них.

Это означало бы, что природа поставила Солнце в особое место, где размер скоплений был наименьшим. Более разумное объяснение использует принцип Коперника: Солнце находится в типичном месте в Галактике. Просто у более отдаленных кластеров больше материала между нами и кластером, так что они кажутся более тусклыми, чем они есть на самом деле.

Трамплер показал, что между звездами есть пыль! Угасание звездного света вызвано его рассеянием вне поля зрения. Теперь, конечно, намного легче обнаружить космическую пыль, если вы знаете, что она есть, и мы можем напрямую отобразить ее с помощью инфракрасных телескопов и телескопов миллиметрового диапазона, таких как Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA)в Чили.

Покраснение межзвёздой пыли

Не все длины волн рассеяны одинаково. Подобно тому, как наш воздух рассеивает синие цвета на солнечном свете более эффективно, чем красные, степень поглощения межзвездной пыли зависит от длины волны света. Величина угасания пропорциональна 1 / (длина волны света). Более синие волны рассеиваются больше, чем красные.

Размер пыли должен составлять около 5-10  сантиметров от длины световой волны. Синего света достигает нас меньше всего, поэтому объект кажется более красным, чем должен. Этот эффект называется покраснением, хотя, возможно, его следует называть «синеватым».

Если бы частицы пыли были намного больше (скажем, размером с песчинку), покраснение не наблюдалось бы. Если бы частицы пыли были намного меньше (скажем, с молекулу), рассеяние могло бы вести себя как лямбда 1/4.

Трамплер показал, что данный спектральный тип звезды становится все более красным с увеличением расстояния. Это открытие стало еще одним доказательством наличия пыли между звездами. Если Солнце находится в типичном месте в Галактике, то наблюдение Трамплера означает, что более отдаленные звезды имеют больше пыли между нами и ими.

Вы видите тот же эффект, когда наблюдаете оранжево-красное Солнце близко к горизонту. Объекты, близкие к горизонту, видны сквозь большее количество атмосферы, чем когда они близки к зениту. На закате голубые, зеленые и желтые цвета рассеиваются от вашего поля зрения, и только длинные волны оранжевого и красного света могут перемещаться вокруг частиц воздуха и пыли, чтобы достичь ваших глаз.

В ближней инфракрасной области (немного длиннее видимого света) пыль прозрачна. На более длинных волнах вы можете видеть пылающую саму пыль, можно исследовать структуру самих пылевых облаков, а также звезд, образующихся в них (молодые звезды, которые скрыты от нас в видимой полосе).

Космический телескоп Спитцер наблюдает вселенную в инфракрасном поле, и он открыл новую вселенную, которую также можно назвать облаками межзвездного газа и пыли.

Хотя это не первый инфракрасный космический телескоп, он является крупнейшим инфракрасным космическим телескопом, который до сих пор работает, поэтому он обладает самой большой светосилой и разрешающей способностью среди всех телескопов подобного типа. Космическая обсерватория имела еще большее зеркало, чем Спитцер, но наблюдение там велось в более длинных инфракрасных волнах. «Спитцер», выпущенный в 2003 году, остается активным и сегодня.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close