Interested Article - Межзвёздное поглощение

doriana
  • 2021-02-22
  • 1

Межзвёздное поглощение , или межзвёздное ослабление (также межзвёздная (галактическая) экстинкция , от лат. exstinctio — гашение ), — поглощение и рассеяние электромагнитного излучения веществом, находящимся в межзвёздном пространстве . Для звёзд в диске Млечного Пути экстинкция в диапазоне V составляет примерно 1,8 m на килопарсек .

История

Влияние межзвёздного поглощения на цвет звёзд (межзвёздное покраснение) долгое время наблюдалось, но никак не связывалось с межзвёздным поглощением и галактической пылью. В 1847 году проявления межзвёздного поглощения отметил Василий Струве , а Роберт Джулиус Трюмплер описал это явление в 1930 году .

Характеристики

Межзвёздное поглощение возникает из-за того, что пылинки, расположенные на луче зрения, поглощают часть света, и переизлучают его в другом направлении. В среднем диаметр пылинок составляет от 0,1 до 1 мкм .

Так как межзвёздная пыль содержится в основном в плоскости галактики, именно в ней (при наблюдении в видимом диапазоне) экстинкция достигает упомянутых 1,8 m на килопарсек (эта величина также называется удельным поглощением). Это приводит к тому, что наблюдения других галактик вблизи плоскости Млечного пути сильно затруднены, и эта область называется зоной избегания . В ней открыто лишь небольшое количество галактик, например, Dwingeloo 1 , которая наблюдалась лишь в радио- и инфракрасном диапазонах, в которых поглощение слабее . Для сравнения, в направлении на галактический полюс межзвёздное поглощение (не удельное, а полное) составляет лишь 0,15 m .

Сильнее всего межзвёздное поглощение проявляется в направлении на центр нашей Галактики. Центральные области галактики находятся на расстоянии 8 килопарсек от Земли, но видимый свет, идущий от них, испытывает поглощение более чем на 30 m . Иначе говоря, до наблюдателя на Земле доходит не более чем один фотон из триллиона .

Зависимость поглощения от длины волны

Основная статья: Межзвёздное покраснение

Межзвёздная пыль по-разному поглощает свет на разных длинах волн. В целом, чем больше длина волны света, тем слабее он поглощается — это явление называется селективным поглощением. Селективное поглощение объясняется тем, что пылинка может поглощать свет с длиной волны, меньшей или равной размеру пылинки. То есть, чем больше длина волны света, тем меньшее количество пылинок может его поглощать, и наоборот. Расчёты показывают, что удельное поглощение обратно пропорционально длине волны , однако, на практике в диапазоне от 3700 Å (ближний ультрафиолет ) до 48000 Å (средняя инфракрасная область) удельное поглощение пропорционально длине волны в степени −1,85 .

Зависимость поглощения от длины волны также может быть выражена отношением R V = A V E B − V , {\textstyle R_{V}={\frac {A_{V}}{E_{B-V}}},} где A V — величина поглощения, а E B−V — изменение показателя цвета B−V . Она также называется избытком цвета:

E B − V = ( B − V ) obs − ( B − V ) real = ( B obs − B real ) − ( V obs − V real ) = A B − A V {\displaystyle E_{B-V}=(B-V)_{\text{obs}}-(B-V)_{\textrm {real}}=(B_{\text{obs}}-B_{\text{real}})-(V_{\text{obs}}-V_{\text{real}})=A_{B}-A_{V}}

В среднем, безразмерная величина R V равна 3,1-3,2. Соответственно, избыток цвета для объекта на расстоянии 1 кпк равен 0,6 m . Однако, для некоторых областей неба R V может принимать значения от 2 до 5. Сама эта величина имеет большое значение для звёздной астрономии: величину поглощения не измерить напрямую, но поправка на поглощение необходима для определения расстояния до звезды. Однако, зная избыток цвета, можно определить величину поглощения .

Таким образом, из-за межзвёздного поглощения объекты становятся не только более тусклыми, но и более красными. Это явление называют « межзвёздное покраснение света » .

Его не следует путать с понятием красного смещения , имеющего совершенно другую природу и проявления: например, длина волны монохромного излучения не изменяется вследствие межзвёздного покраснения, однако она изменяется из-за красного смещения .

На некоторых длинах волн поглощение особенно сильно. Например, известна полоса поглощения с длиной волны 9,7 мкм, которая, как считается, вызвана пылинками, состоящими из силикатов магния: Mg 2 SiO 4 и MgSiC 3 . В ультрафиолетовом диапазоне наблюдается широкий пик с максимумом на длине волны 2175 Å и шириной полосы 480 Å, открытый ещё в 1960-х годах . Его точные причины до конца не выяснены, но предполагают, что его вызывает смесь графита и ПАУ . Всего известно более 40 диффузных полос поглощения .

Поглощение в других галактиках

Функции поглощения для Большого и Малого Малеллановых Облаков .

Функции поглощения от длины волны могут различаться для разных галактик, так как вид функции, в свою очередь, зависит от состава межзвёздной среды . Лучше всего они исследованы для Млечного Пути и двух его спутников: Большого и Малого Магелланова Облака .

В Большом Магеллановом Облаке (БМО) разные области ведут себя по-разному. В туманности Тарантул , где происходит звездообразование, ультрафиолетовое излучение поглощается сильнее, чем в других областях БМО и нашей Галактики, но на длине волны 2175 Å оно, наоборот, ослаблено . В Малом Магеллановом облаке (ММО) скачка на 2175 Å не наблюдается, но рост поглощения с уменьшением длины волны в ультрафиолетовом диапазоне очень быстрый, и оно заметно превосходит таковое и в Млечном Пути, и в БМО .

Эти данные позволяют судить о составе межзвёздной среды в этих галактиках. До этих открытий было известно лишь то, что в среднем величины поглощения различаются, и считалось, что это вызвано различным содержанием тяжёлых элементов: металличность БМО составляет 40% от металличности Млечного пути, а металличность ММО — 10%. Однако, когда были получены более точные данные, стали развиваться гипотезы о том, что поглощающие пылинки возникают при звездообразовании, и чем оно активнее, тем сильнее поглощение .

Примечания

  1. Экстинкция — статья из Большой советской энциклопедии . Л. Н. Каперский.
  2. Сурдин В.Г. (неопр.) . Астронет . Астронет . Дата обращения: 17 апреля 2020. 17 февраля 2020 года.
  3. Whittet D. C. B. . — 2nd. — CRC Press , 2003. — С. 10. — (Series in Astronomy and Astrophysics). — ISBN 0750306246 .
  4. Struve, F. G. W. 1847, St. Petersburg: Tip. Acad. Imper., 1847; IV, 165 p.; in 8.; DCCC.4.211
  5. Trumpler, R. J. Preliminary results on the distances, dimensions and space distribution of open star clusters (англ.) // Lick Observatory Bulletin : journal. — 1930. — Vol. 14 , no. 420 . — P. 154—188 . — Bibcode : .
  6. Karttunen, Hannu. . — Physics and Astronomy Online Library. — Springer, 2003. — С. . — ISBN 978-3-540-00179-9 .
  7. ↑ Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. — 2-е, исправленное. — УРСС, 2004. — С. 449—451. — 544 с. — ISBN 5-354-00866-2 .
  8. Kraan-Korteweg, R. C.; Loan, A. J.; Burton, W. B.; Lahav, O.; Ferguson, H. C.; Henning, P. A.; Lynden-Bell, D. Discovery of a nearby spiral galaxy behind the Milky Way (англ.) // Nature : journal. — 1994. — Vol. 372 , no. 6501 . — P. 77 . — doi : . — Bibcode : .
  9. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. Maps of Dust Infrared Emission for Use in Estimation of Reddening and Cosmic Microwave Background Radiation Foregrounds (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1998. — Vol. 500 , no. 2 . — P. 525—553 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  10. ↑ (неопр.) . Астронет . Астронет . Дата обращения: 18 апреля 2020. 19 февраля 2020 года.
  11. (англ.) (; (англ.) (. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1975. — Vol. 43 . — P. 133—139 . — Bibcode : .
  12. See Binney and Merrifeld, Section 3.7 (1998, ISBN 978-0-691-02565-0 ), Carroll and Ostlie, Section 12.1 (2007, ISBN 978-0-8053-0402-2 ), Kutner (2003, ISBN 978-0-521-52927-3 ) for applications in astronomy.
  13. Н.В. Вощинников. (неопр.) . Астронет . Астронет . Дата обращения: 17 апреля 2020. 17 февраля 2020 года.
  14. Stecher, Theodore P. Interstellar Extinction in the Ultraviolet (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1965. — Vol. 142 . — P. 1683 . — doi : . — Bibcode : .
  15. Stecher, Theodore P. Interstellar Extinction in the Ultraviolet. II (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1969. — Vol. 157 . — P. L125 . — doi : . — Bibcode : .
  16. Bradley, John; Dai, ZR; Erni, R; Browning, N; Graham, G; Weber, P; Smith, J; Hutcheon, I; Ishii, H. An Astronomical 2175 Å Feature in Interplanetary Dust Particles (англ.) // Science : journal. — 2005. — Vol. 307 , no. 5707 . — P. 244—247 . — doi : . — Bibcode : . — .
  17. ↑ (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. A Quantitative Comparison of the Small Magellanic Cloud, Large Magellanic Cloud, and Milky Way Ultraviolet to Near-Infrared Extinction Curves (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 2003. — Vol. 594 , no. 1 . — P. 279—293 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  18. (англ.) (. An average interstellar extinction curve for the Large Magellanic Cloud (англ.) // Astronomical Journal : journal. — 1986. — Vol. 92 . — P. 1068—1073 . — doi : . — Bibcode : .
  19. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. A Reanalysis of the Ultraviolet Extinction from Interstellar Dust in the Large Magellanic Cloud (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1999. — Vol. 515 , no. 1 . — P. 128—139 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  20. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. SK 143 - an SMC star with a galactic-type ultraviolet interstellar extinction (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1982. — Vol. 113 . — P. L15–L17 . — Bibcode : .
  21. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1984. — Vol. 132 . — P. 389—392 . — Bibcode : .
  22. (англ.) (; (англ.) (. Starburst-like Dust Extinction in the Small Magellanic Cloud (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1998. — Vol. 500 , no. 2 . — P. 816—824 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  23. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. Dust extinction of the stellar continua in starburst galaxies: The ultraviolet and optical extinction law (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1994. — Vol. 429 . — P. 582—601 . — doi : . — Bibcode : .
  24. (англ.) (; (англ.) (; (англ.) (. Dust in Starburst Galaxies (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 1997. — Vol. 487 , no. 2 . — P. 625—635 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .

Литература

Ссылки

  • Howarth, I. D. LMC and galactic extinction // Royal Astronomical Society, Monthly Notices. — 1983. — Т. 203 . — С. 301—304 . — Bibcode : .
  • King, D. L. Atmospheric Extinction at the Roque de los Muchachos Observatory, La Palma (англ.) // RGO/La Palma technical note : journal. — 1985. — Vol. 31 .
  • Rouleau, F.; Henning, T.; Stognienko, R. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1997. — Vol. 322 . — P. 633—645 . — Bibcode : . — arXiv : .

doriana
  • 2021-02-22
  • 1

Same as Межзвёздное поглощение

The title for the last searches