探秘星际介质 _银河系

威斯康辛阿尔法氢测绘项目(WHAM)拍摄的银河系电离氢气图

这张哈勃太空望远镜图片显示了被称为博克球状体的黑暗云正漂浮在IC2944恒星群里。这些云层距离地球6000光年远，是未来恒星形成的根据地

7000光年远的天鹰星云的创造之柱。在这张哈勃图片里，黑暗的分子云长达几光年，正被临近年轻恒星刮来的风雕刻着。绿色和蓝色的光分别来自环绕云的氢气和氧气。

环绕太阳的星际介质。我们正穿越纤细稀薄的尘埃气体云。这些气体非常稀薄，一缕空气会被拉伸长达几百光年。

银河系全景图。
恒星之间的太空并非空无的，虽然它与地球上的物质相比的确略显空旷，但星系中1/6的物质位于恒星之间。星际介质，也称ISM,包含了组成行星、小行星和恒星的物质。尽管它们非常稀薄——大约每立方厘米只有一个原子——但也包含足够的物质材料建造整个星系。
星际介质99%是气体。其中3/4的气体是氢气，这种气体为恒星提供燃料。剩下1/4的气体是氦气，几乎所有的氢气和氦气是在宇宙大爆炸后三分钟内形成的。只有非常少数气体是元素周期表里的其他元素，包括碳、氧、镁、铁和铀，所有的元素都形成于早已死亡的恒星核心。
星际介质剩余的1%是“星际尘埃” 。尘埃包含冰、碳水化合物和红巨星附近形成的硅酸盐颗粒。就像被污染的工厂，这些恒星将“原子烟灰”——碳、氧、硅——吹入太空，后者又被强劲的恒星风刮入高空。这些烟灰从恒星温暖的环境里逃逸出来进入云层。这些原子被星系所沐浴的电离辐射所屏蔽，因此它们能够收集和建造复杂的生物链。在这些云层中，天文学家发现了氨基酸的存在——蛋白质的基本建构单元。生命的物质真是无所不在！
星际介质创造了恒星，恒星又最终回归为星际介质。这就是星系规模下的宇宙循环。
这些宇宙循环起始于寒冷黑暗的云。这些云宽达数十光年，蕴含了巨大量的分子氢。云层外部的轻轻一推——例如路经的恒星群，临近的超新星，星系旋臂的一扫——就会导致云层变得极为不稳定。云层自身的引力导致它们的密度日益增加。恒星就出生在这样暗黑的“蚕茧”中。一旦点燃，它们就会刮走剩余的物质并点亮整个云层。猎户座星云、礁湖星云和女巫星云都是这种靠临近年轻恒星点亮的尘埃气体云。
另一个极端物质便是电离气体。强烈的超新星爆炸产生的冲击波加热了某些气体，温度高达几百万度。这将产生足够的能量将电子从原子中分离。这些气体会发光并产生X射线辐射。有些气体甚至脱离星系进入星系空间。
星际介质位于超新星冲击波、年轻恒星风、星系磁场和湍流运动之间，它具有丰富且复杂的结构。气体细丝、氢气的密集口袋和日益膨胀的空隙连接了穿越整个星系的物质网络。
大多数这种网络都是不可见的。为了描绘出星际介质，天文学家必须将注意力转移到电磁波谱的其他部分。这种冷却黑暗的气体会放射出无线电波，温暖尘埃会在红外望远镜中显示，过热的等离子体会发出X射线光，将所有波长的观测结果集合，天文学家就能描绘一幅太阳附近的星际介质的图。
目前我们正漂移到某个宽达60光年的云层边缘：本地星际云。云层本身正被临近的年轻恒星——天蝎-半人马星协逐渐吹走。该星协位于400光年远，是地球最邻近的巨型恒星形成区域。天蝎-半人马星协的超新星排空了环绕年轻恒星的太空，从而在星际介质中形成一个气泡。在这空隙附近，太阳和本地星云位于另一个气泡：本地气泡。我们的本地气泡密度异常低——大约每10立方厘米只有一个粒子。本地气泡大约300光年宽，它是过去1000万至2000万年前地球附近超新星爆炸的结果。
星际介质的存在时刻提醒着科学家星系远比看上去要复杂的多。如果没有先进的科技，宇宙的很大部分对我们来说仍是未知，但即使是我们谦卑的肉眼，偶尔也能瞥见隐匿的宇宙。在漆黑的夜晚，当你遥望天空中的银河系带，仔细的观看会发现有几个口袋没有光，你看到的正是星际介质的暗云，阻挡着遥远恒星发出的光。这便是恒星形成的地点，未来的恒星育儿所。
【探秘星际介质】
凤凰科技（编译/严炎刘星）