§ 16. МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА (МЗС)

 

Основные компоненты МЗС: межзвездный газ, межзвездная пыль, космические лучи, магнитное поле.

 

Межзвездный газ (МЗГ)

 

Таблица 14.   Физические характеристики газовых образований в Галактике

Состояние

газа

Температура,

Плотность,

Методы обнаружения и исследования

Примечание

HI

облака

см, оптические линии поглощения

 

межобл. среда

см, дисперсия излучения пульсаров

существуют гигантские комплексы HII диаметром пк,

массой

HII ионизованный газ (яркие области)

радиоконтинуум, оптический спектр

Газ ионизуется горячей звездой

Коронарный газ (высокоионизованная плазма)

мягкий рентген, излучение, линии OV, OVI

заполняет 0,3 объема НГ, образуя «пузыри», сжимающие более холодный газ. (Источники – взрыв  SN и звездный ветер)

Молекулярные облака

а) как целое

 

 

 

 

радиоизлучение молекул H2O, CO, NH3 и др. (более 100 молекул)

гигантские молекулярные облака (ГМО) сосредоточены в кольце на расстоянии (4÷8) кпк от центра Галактики

б) отдельные уплотнения (глобулы)

излучение в далекой ИК-области

 всего газа

Мазерные конденсации*

радио-, ИК-излучение

впервые обнаружены в 1965 г. ()

Общая масса водорода в Галактике: HI , , HII.

 

Межзвездная пыль

 

Основной источник пыли – расширяющиеся оболочки холодных звезд (красные гиганты, углеродные звезды).

Наблюдаемые проявления пыли:

1 – селективное ослабление света (оно учитывается при определении абсолютных звездных величин далеких звезд  на 1 кпк вблизи плоскости Галактики);

2 – отражение света туманностями вблизи звезд класса В (Плеяды);

3 – поляризация света звезд, которая возникает из-за упорядоченности пылинок в галактическом магнитном поле;

4 – инфракрасные избытки в спектрах звезд (избыток цвета , измеренный показатель цвета, истинный показатель цвета).

Пыль составляет 1 % от массы газа. Она вбирает много тяжелых элементов и играет большую роль в эволюции МЗС и звездообразовании.

1.  Пыль – мощнейший механизм охлаждения газа (неупругие соударения).

2.  Пыль – надежный экран, защищающий от проникновения радиации. Запыленные участки имеют самые низкие температуры.

3.  Пыль – катализатор образования молекул  (атомы  теряют свой импульс в пыли).

 

Магнитное поле

 

Изотропия космических лучей, большие размеры галактической короны как источника нетеплового радиоизлучения указывают на значительную протяженность галактического магнитного поля.

Способы определения магнитной индукции : по поляризации излучения далеких звезд, по фарадеевскому вращению плоскости поляризации синхротронного излучения внегалактических источников, из приближенного равенства кинетической энергии плазмы в единице объема  и плотности энергии магнитного поля  ( скорость частиц плазмы,  плотность).

Магнитное поле Галактики оценивается величиной магнитной индукции . Более сильные магнитные поля (на порядок) связаны с плотными облаками газа. В спиральных ветвях Галактики магнитное поле, будучи «вмороженным» в газ, также сжимается, магнитная индукция поля  и плотность релятивистских электронов увеличиваются, что приводит к увеличению синхротронного излучения.

 

Космические лучи

 

Космические лучи – заряженные частицы (протоны, частицы и более тяжелые ядра, а также электроны и др.), обладающие огромной энергией (от  до ), движущиеся в пространстве изотропно. Плотность их приблизительно равна . Источником космических лучей являются в основном вспышки сверхновых звезд.

 


* В них наблюдаются космические мазеры: в линиях гидроксила OH (), воды H2O (), моноокиси кремния SiO (), метанола CH3OH ().