Interstellar absorption

Interstellar absorption , eller interstellar attenuation (også interstellar (galaktisk) udryddelse , fra latin  exstinctio  -extinction [1] ), er absorption og spredning af elektromagnetisk stråling af stof placeret i det interstellare rum [2] . For stjerner i Mælkevejens skive er udryddelsen i V-båndet cirka 1,8 m pr. kiloparsec [3] .

Historie

Indflydelsen af ​​interstellar udryddelse på stjernernes farve (interstellar rødning) blev observeret i lang tid, men var på ingen måde forbundet med interstellar udryddelse og galaktisk støv. Vasily Struve [4] bemærkede manifestationer af interstellar udryddelse i 1847 , og Robert Julius Trumpler beskrev dette fænomen i 1930 [5] [6] .

Karakteristika

Interstellar absorption opstår på grund af det faktum, at støvpartikler placeret på sigtelinjen absorberer en del af lyset og genudsender det i den anden retning. I gennemsnit er diameteren af ​​støvpartikler fra 0,1 til 1 mikron [7] .

Da interstellart støv hovedsageligt er indeholdt i galaksens plan, er det i det (når det observeres i det synlige område), at udryddelsen når de nævnte 1,8 m pr. kiloparsec (denne værdi kaldes også specifik absorption). Dette gør observationer af andre galakser nær Mælkevejens plan meget vanskelige, og denne region kaldes undgåelseszonen . Kun et lille antal galakser er blevet opdaget i den, for eksempel Dwingeloo 1 , som kun blev observeret i radio- og infrarødområdet , hvor absorptionen er svagere [8] . Til sammenligning, i retningen til den galaktiske pol, er den interstellare absorption (ikke specifik, men total) kun 0,15 m [7] .

Interstellar udryddelse er mest udtalt i retning mod midten af ​​vores galakse. De centrale områder af galaksen er placeret i en afstand af 8 kiloparsecs fra Jorden, men det synlige lys, der kommer fra dem, oplever absorption med mere end 30 m . Med andre ord når ikke mere end én foton ud af en billion [9] en observatør på Jorden .

Absorptionens bølgelængdeafhængighed

Interstellar støv absorberer lys forskelligt ved forskellige bølgelængder. Generelt gælder det, at jo længere lysets bølgelængde er, jo svagere absorberes det - dette fænomen kaldes selektiv absorption. Selektiv absorption forklares ved, at et støvkorn kan absorbere lys med en bølgelængde mindre end eller lig med størrelsen af ​​støvkornet. Det vil sige, at jo længere lysets bølgelængde er, jo færre støvpartikler kan absorbere det, og omvendt. Beregninger viser, at specifik absorption er omvendt proportional med bølgelængden [10] , men i praksis, i området fra 3700 Å (nær ultraviolet ) til 48000 Å (midt infrarød), er specifik absorption proportional med bølgelængden til styrken af ​​- 1,85 [7] .

Absorptionens bølgelængdeafhængighed kan også udtrykkes som hvor A V  er absorptionsværdien og E B−V  er ændringen i farveindeks B−V . Det kaldes også farveoverskud:

I gennemsnit er den dimensionsløse værdi RV 3,1-3,2 . Følgelig er farveoverskuddet for et objekt i en afstand på 1 kpc 0,6 m . Men for nogle områder af himlen kan RV tage værdier fra 2 til 5. Denne værdi i sig selv er af stor betydning for stjernernes astronomi: ekstinktionsværdien kan ikke måles direkte, men ekstinktionskorrektionen er nødvendig for at bestemme afstanden til stjernen. Men ved at kende farveoverskuddet kan man bestemme absorptionsværdien [7] [11] .

På grund af interstellar udryddelse bliver objekter således ikke kun mørkere, men også rødere. Dette fænomen kaldes " interstellar rødme af lys " [10] .

Det skal ikke forveksles med begrebet rødforskydning , som har en helt anden karakter og manifestationer: For eksempel ændres bølgelængden af ​​monokrom stråling ikke på grund af interstellar rødning, men den ændrer sig på grund af rødforskydning [12] .

Ved nogle bølgelængder er absorptionen særlig stærk. For eksempel kendes et absorptionsbånd med en bølgelængde på 9,7 μm, som menes at være forårsaget af støvpartikler bestående af magnesiumsilikater: Mg 2 SiO 4 og MgSiC 3 . I det ultraviolette område observeres en bred top med et maksimum ved en bølgelængde på 2175 Å og en båndbredde på 480 Å, opdaget tilbage i 1960'erne [13] [14] [15] . Dets nøjagtige årsager er ikke fuldt ud forstået, men det foreslås, at det er forårsaget af en blanding af grafit og PAH'er [16] . I alt kendes mere end 40 diffuse absorptionsbånd [7] .

Absorption i andre galakser

Bølgelængdeabsorptionsfunktionerne kan variere for forskellige galakser, da funktionens form igen afhænger af sammensætningen af ​​det interstellare medium . De studeres bedst for Mælkevejen og dens to satellitter: de store og små magellanske skyer .

I den store magellanske sky (LMC) opfører forskellige regioner sig forskelligt. I Taranteltågen , hvor stjernedannelse sker, absorberes ultraviolet stråling stærkere end i andre områder af LMC og vores galakse, men ved en bølgelængde på 2175 Å er den tværtimod svækket [18] [19] . I den lille magellanske sky (LMC) er der ikke noget spring ved 2175 Å, men stigningen i absorption med aftagende bølgelængde i det ultraviolette område er meget hurtig, og den overstiger mærkbart det i både Mælkevejen og LMC [20] [ 21] [22] .

Disse data gør det muligt at bedømme sammensætningen af ​​det interstellare medium i disse galakser. Før disse opdagelser vidste man kun, at udryddelsesværdierne i gennemsnit var forskellige, og man mente, at dette var forårsaget af forskellige overfloder af tunge grundstoffer: LMO'ens metallicitet er 40% af mælkens metallicitet Way, og metalliciteten af ​​MMO er 10%. Men da mere nøjagtige data blev opnået, begyndte der at udvikle sig hypoteser om, at absorberende støvkorn opstår under stjernedannelse, og jo mere aktivt det er, jo stærkere er absorptionen [17] [23] [24] .

Noter

  1. ↑ Extinction - artikel fra Great Soviet Encyclopedia . L. N. Kapersky. 
  2. ↑ Surdin V.G. Interstellar absorption af lys . Astronet . Astronet . Hentet 17. april 2020. Arkiveret fra originalen 17. februar 2020.
  3. ↑ Whittet DCB- støv i det galaktiske miljø . — 2. - CRC Press , 2003. - S. 10. - (Series in Astronomy and Astrophysics). — ISBN 0750306246 .
  4. ↑ Struve, FGW 1847, St. Petersborg: Tip. Acad. Imper., 1847; IV, 165 s.; i 8.; DCCC.4.211 Etudes d'Astronomie Stellaire : Sur la voie lactee et sur la distance des etoiles rettelser
  5. ↑ Trumpler, RJ Foreløbige resultater om afstande, dimensioner og rumfordeling af åbne stjernehobe  //  Lick Observatory Bulletin : journal. - 1930. - Bd. 14 , nr. 420 . - S. 154-188 . - .
  6. ↑ Karttunen, Hannu. Grundlæggende astronomi . — Onlinebibliotek for fysik og astronomi. - Springer, 2003. - S.  289 . - ISBN 978-3-540-00179-9 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Kononovich E.V., Moroz V.I. Generelt astronomikursus. — 2., rettet. - URSS, 2004. - S. 449-451. — 544 s. — ISBN 5-354-00866-2 .
  8. ↑ Kraan-Korteweg, RC; Lån, AJ; Burton, WB; Lahav, O.; Ferguson, H.C.; Henning, P.A.; Lynden-Bell, D. Opdagelse af en nærliggende spiralgalakse bag Mælkevejen  //  Nature : journal. - 1994. - Bd. 372 , nr. 6501 . — S. 77 . - doi : 10.1038/372077a0 . — .
  9. ↑ Schlegel, David J.; Finkbeiner, Douglas P; Davis, MarcKort over støv infrarød emission til brug ved estimering af rødme og kosmisk mikrobølge baggrundsstråling Forgrunde  //  The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 1998. - Vol. 500 , nr. 2 . - S. 525-553 . - doi : 10.1086/305772 . - . - arXiv : astro-ph/9710327 .
  10. ↑ 1 2 Foredrag 6. Absorption af lys i galaksen . Astronet . Astronet . Hentet 18. april 2020. Arkiveret fra originalen 19. februar 2020.
  11. ↑ Schultz, GV; Wimer, W. Interstellar rødme og IR-overskud af O- og B-stjerner  (engelsk)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 1975. - Bd. 43 . - S. 133-139 . - .
  12. ↑ Se Binney og Merrifeld, afsnit 3.7 (1998, ISBN 978-0-691-02565-0 ), Carroll og Ostlie, afsnit 12.1 (2007, ISBN 978-0-8053-0402-2 ), Kutner ( 20037, 8 -0-521-52927-3 ) til anvendelser inden for astronomi.
  13. ↑ N.V. Voshchinnikov. Interstellar absorption (af lys) . Astronet . Astronet . Hentet 17. april 2020. Arkiveret fra originalen 17. februar 2020.
  14. ↑ Stecher, Theodore P. Interstellar Extinction in the Ultraviolet  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1965. - Vol. 142 . — S. 1683 . - doi : 10.1086/148462 . - .
  15. ↑ Stecher, Theodore P. Interstellar Extinction in the Ultraviolet. II  (engelsk)  // The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 1969. - Vol. 157 . — P.L125 . - doi : 10.1086/180400 . - .
  16. ↑ Bradley, John; Dai, ZR; Ernie, R; Browning, N; Graham, G; Weber, P; Smith, J; Hutcheon, I; Ishii, H. An Astronomical 2175 Å Feature in Interplanetary Dust Particles  //  Science : journal. - 2005. - Bd. 307 , nr. 5707 . - S. 244-247 . - doi : 10.1126/science.1106717 . - . — PMID 15653501 .
  17. ↑ 1 2 Gordon, Karl D.; Geoffrey C. Clayton; Karl A Misselt; Arlo U. Landolt; Michael J. WolffEn kvantitativ sammenligning af den lille magellanske sky, den store magellanske sky og Mælkevejens ultraviolette til nær-infrarøde ekstinktionskurver  //  The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 2003. - Vol. 594 , nr. 1 . - S. 279-293 . - doi : 10.1086/376774 . - . - arXiv : astro-ph/0305257 .
  18. ↑ Fitzpatrick, Edward L.En gennemsnitlig interstellar ekstinktionskurve for den store magellanske sky  (engelsk)  // Astronomical Journal  : journal. - 1986. - Bd. 92 . - S. 1068-1073 . - doi : 10.1086/114237 . - .
  19. ↑ Misselt, Karl A.; Geoffrey C. Clayton; Karl D GordonEn genanalyse af den ultraviolette udryddelse fra interstellart støv i den store magellanske sky  //  The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 1999. - Vol. 515 , nr. 1 . - S. 128-139 . - doi : 10.1086/307010 . - . — arXiv : astro-ph/9811036 .
  20. ↑ Lequeux, J.; Maurice, E.; Prevot-Burnichon, ML; Prevot, L.; Rocca-Volmerange, B.SK 143 - en SMC-stjerne med en ultraviolet interstellar udryddelse af galaktisk type  // Astronomy and Astrophysics  : journal . - 1982. - Bd. 113 . - P. L15–L17 . - .
  21. ↑ Prevot, M.L.; Lequeux, J.; Prevot, L.; Maurice, E.; Rocca-Volmerange, B. Den typiske interstellare udryddelse i den lille magellanske sky  // Astronomy and Astrophysics  : journal . - 1984. - Bd. 132 . - s. 389-392 . - .
  22. ↑ Gordon, Karl D.; Geoffrey C. ClaytonStarburst-lignende støvudryddelse i den lille magellanske sky  //  The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 1998. - Vol. 500 , nr. 2 . - s. 816-824 . - doi : 10.1086/305774 . - . - arXiv : astro-ph/9802003 .
  23. ↑ Calzetti, Daniela; Anne L. Kinney; Thaisa Storchi-BergmannStøvudryddelse af stjernekontinuaen i starburst-galakser: Den ultraviolette og optiske udryddelseslov  (engelsk)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1994. - Vol. 429 . - S. 582-601 . - doi : 10.1086/174346 . - .
  24. ↑ Gordon, Karl D.; Daniela Calzetti; Adolf N. WittDust in Starburst Galaxies  (engelsk)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1997. - Vol. 487 , nr. 2 . - S. 625-635 . - doi : 10.1086/304654 . - . - arXiv : astro-ph/9705043 .

Litteratur

Links