Fizyka Ośrodka Międzygwiazdowego
prof. Jacek Krełowski
Urania on-line
×
Spis treści
I.
Wiadomości wstępne
Zarys historyczny, pierwsze obserwacje
Obłoki międzygwiazdowe: ciemne, emisyjne, refleksyjne
Gorące gwiazdy jako źródło energii mgławic emisyjnych, bezpośrednie sąsiedztwo ciemnych globul i materii zjonizowanej
Rozmieszczenie materii rozproszonej w Galaktyce; obrót materią pomiędzy gwiazdami i ośrodkiem; granica Oorta
Materia międzygwiazdowa w innych galaktykach spiralnych
II.
Osłabienie światła odległych gwiazd w widmie ciągłym
Zjawisko ekstynkcji: ciemne obłoki, zależność od barwy (długości fali)
Krzywa ekstynkcji, podstawowe pojęcia, dostępność danych dla różnych przedziałów długości fal
Metody otrzymywania krzywych ekstynkcji: metoda par, metody skuteczne dla gromad lub asocjacji
Storunek ekstynkcji całkowitej do selektywnej; próby parametryzacji prawa ekstynkcji; ekstynkcja całkowita
Zróżnicowanie prawa ekstynkcji (linki do opublikowanych atlasów)
Całkowita ekstynkcja a problem jasności absolutnych gwiazd typów OB; paralaksa spektroskopowa
Polaryzacja światła gwiazd; pole magnetyczne w Galaktyce
III.
Pochodzenie ekstynkcji i polaryzacji
Ziarna pyłu jako wydajne źródło absorpcji i rozpraszania światła; wydłużone kształty i uporządkowany rozkład ziaren niezbędne dla polaryzacji
Postulowane rozmiary ziaren, koniecznych dla wywołania zjawiska poczerwienienia i polaryzacji; rozkład średnic
Ograniczenia nałożone na skład chemiczny ziaren ze strony „
cosmic abundance
”; rola węgla i tlenu
Procesy powstawania ziaren, struktura krystaliczna, zanieczyszczenia
Przenoszenie wyników eksperymentów laboratoryjnych na warunki przestrzeni międzygwiazdowej
Postulowane kształty i zasadnicze cechy strukturalne ziaren
Źródła ziaren obecnych w obłokach międzygwiazdowych; skład izotopowy
IV.
Atomowy gaz międzygwiazdowy
Specyfika ośrodka skrajnie rozrzedzonego, długi czas pomiędzy zderzeniami
Obserwacje linii stacjonarnych o skrajnie wąskich profilach (przykłady)
Linie rezonansowe dostępne w zakresie widzialnym i w dalekim ultrafiolecie (przykłady); w zakresie radiowym — w szczególności HI (21cm)
Różne rozmieszczenie gazów obserwowanych wzdłuż tej samej linii widzenia w przestrzeni (związek linii CaII z odległością)
Rozmaitość profili linii widocznych wzdłuż jednej linii widzenia (efekt Dopplera, rozciągnięcie drogi formowania linii CaII)
Relacje linii gazu i nadwyżek barwy
Obfitości pierwiastków w stanie gazowym (na podstawie obserwacji w UV); znaczne zubożenia metali — najprawdopodobniej wmrożonych w ziarna
V.
Molekuły w przestrzeni międzygwiazdowej
Odkrycie — skrajnie wąskie linie wolnych rodników o strukturze polarnej (przykłady); wpływ składu chemicznego na wykrywanie struktur widmowych
Rozmieszczenie molekuł a rozmieszczenie gazu atomowego (np. CH vs. CaII i KI); dysocjacja molekuł w ośrodku napromieniowanym fotonami UV
Molekuły homonuklearne (H
2
, C
2
); trudności obserwacyjne
Złożone związki wykrywane dzięki rotacyjnym przejściom w molekułach polarnych — efekt selekcji
Trudności wykrycia relacji pomiędzy molekułami wykrywanymi dzięki emisjom radiowym i — dzięki absorpcjom w zakresie widzialnym
Rozmyte linie międzygwiazdowe — przegląd obserwacyjny
Hipotezy tłumaczące pochodzenie linii rozmytych; podejrzane — „egzotyczne” stany złożonych molekuł
Eksperymenty z widmami molekuł a obserwacje (matryce, widma w stanie gazowym)
Relacje pomiędzy natężeniami linii rozmytych, molekularnych i atomowych (podobne rozmieszczenie niektórych nośników)
Relacje pomiędzy natężeniami linii rozmytych i wielkością ekstynkcji międzygwiazdowej (nadwyżki barwy bądź ekstynkcja całkowita)
Reakcje chemiczne w przestrzeni międzygwiazdowej; rola ziaren pyłu (np. H
2
); „wytrzymałość” dużych molekuł
Ciągi reakcji chemicznych w stanie gazowym
VI.
Jasne mgławice
Mechanizmy świecenia mgławic emisyjnych (rekombinacje atomów w jakiś czas po fotojonizacji, kaskady przejść)
Sfery Strömgrena — jasne granice pomiędzy obszarami HI i HII
Mgławice planetarne — symetryczne obszary HII wokół wyewoluowanych gwiazd
Przejścia rekombinacyjne pomiędzy wysokimi poziomami wzbudzenia w atomach (obserwacje radiowe)
Przejścia wzbronione — interpretacja
Linie emisyjne anomalnie silne
VII.
Powstawanie gwiazd
Materia międzygwiazdowa (obszary HI) jako surowiec na młode gwiazdy
Kryterium Jeans'a
Rola pyłu w kolapsie grawitacyjnym
Fragmentacja kolapsującego obłoku (problem otwarty)
Droga protogwiazdy ku ciągowi głównemu na diagramie H-R
Obecność dysków wokół protogwiazd (obserwacje); wypływy bipolarne
Funkcja mas powstających gwiazd
VIII.
Ogólny obraz ośrodka międzygwiazdowego
Obserwacje wzdłuż linii widzenia (schemat)
Przegląd widma obszaru HI, dostępność poszczególnych zakresów dla obserwacji; dostępna precyzja obserwacji
Problemy przestrzennego powiązania obserwowanych wzdłuż linii widzenia struktur widmowych
Rola historii w formowaniu widm poszczególnych obłoków
Wpływ środowiska na widmo obłoku
Problemy związane z naszym położeniem w Galaktyce
Ośrodek międzygwiazdowy w innych galaktykach
IX.
Problemy otwarte
Pochodzenie i ewolucja ziaren pyłu
Powstawanie złożonych molekuł
Pochodzenie rozmytych linii międzygwiazdowych
Obieg materii w Galaktyce
Powstawanie obłoków i ich ewolucja
Opis ośrodka jako całości
prof. Jacek Krełowski
Centrum Astronomii UMK
Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
e-mail:
jacek@astri.uni.torun.pl
Do ściągnięcia: