Межзвездное Вещество

Пространство между звездами не пустое. Оно заполнено межзвездным газом с примесью микроскопических твердых частичек, которые называют пылью. Межзвездного газа особенно много вблизи галактической плоскости. Почти весь он сосредоточен в слое толщиной 600 св. Лет и диаметром 100 000 св. Лет (именно таков диаметр диска Галактики). В этом тонком слое газ распределен не однородно, а концентрируется в спиральных рукавах Галактики. Вообще-то это очень разреженный газ. Примерно 1 ат/см3 по меркам земных лабораторий - высочайший вакуум. Но поскольку размер Галактики огромен, в ней набирается около 8 млрд. Солнечных масс межзвездного газа. Это около 5% от полной массы Галактики. В составе межзвездного газа около 67% водорода, 28% гелия и лишь около 5% массы приходится на все остальные элементы, наиболее обильные среди которых - кислород, углерод и азот.

Твердые частицы космической пыли имеют размер порядка 0,1-1 мкм. Вероятно, у них железо-силикатное или графитовое ядрышко, покрытое ледяной "шубой" из легких элементов. Хотя по массе космическая пыль составляет всего около 1% межзвездного вещества, это очень важный его компонент. Пылинки прекрасно поглощают звездный свет и преобразуют его в инфракрасное излучение, играя важную роль в тепловом балансе межзвездной среды. Графитовые и силикатные ядрышки пылинок, вероятно, образуются в относительно прохладных атмосферах звезд-гигантов и выбрасываются затем в межзвездное пространство, где остывают и покрываются шубой из летучих элементов. Особенно эффектно межзвездный газ представлен в эмиссионных туманностях, наиболее известная из которых Большая туманность в Мече Ориона видима даже невооруженным глазом и очень красива при наблюдении в бинокль или небольшой телескоп.

В эмиссионных туманностях плотность газа значительно выше, чем в окружающем пространстве, и составляет тысячи атомов в кубическом сантиметре. Поскольку диаметры некоторых туманностей достигают 100 св. Лет, полная масса газа в каждой 50 000 солнечных масс и более.См. Также Туманности.БОЛЬШАЯ ТУМАННОСТЬ ОРИОНА. В ней виден не только диффузный излучающий газ, но и темные области холодного вещества, поглощающего свет.Эмиссионные туманности светятся потому, что внутри них или рядом с ними есть горячие голубые звезды-сверхгиганты. Они испускают много ультрафиолетового (УФ) излучения, которое поглощается межзвездными атомами водорода и ионизует их, т.е. Разрывает в них связи между электронами и ядрами атомов - протонами.

Через некоторое время под действием взаимного притяжения электроны с протонами вновь объединяются в нейтральные атомы, излучая при этом электромагнитные кванты. Но обычно электрон не сразу попадает на нижний энергетический уровень атома, а задерживается на нескольких промежуточных и каждый раз при переходе между ними излучает фотон. Таким образом один ультрафиолетовый фотон "дробится" на несколько оптических.См. Также Атом. Между плотными и яркими эмиссионными туманностями находится разреженный газ, обнаружить который гораздо сложнее. Он был открыт в 1904 И.Гартманом, заметившим линии поглощения этого газа в спектрах далеких звезд. Иногда одна спектральная линия расщепляется на несколько, очевидно, за счет эффекта Доплера, указывая этим, что мы видим звезду сквозь несколько межзвездных облаков, каждое из которых движется со своей скоростью..