1、天文学导论第 5讲星际介质与恒星形成O dark dark dark. They all go into the dark, The vacant interstellar spaces, the vacant into the vacant .T. S. Eliot: East Coker本讲内容1. 星际介质 星际尘埃 星际气体 云际气体 星际云 (HII区 ) 分子云2. 恒星形成 分子云坍缩为原恒星 原恒星演变为恒星3. 主序恒星的性质浩瀚的宇宙空间 太阳体积是地球的 1.3 百万倍。但太阳是大约300立方光年空间内的惟一的一颗恒星 银河系的其余空间（星际空间 interstellar
2、 space）充满星际介质 ， 这里正是恒星形成、演化和结束的场所： 恒星诞生于星际介质 生活在星际介质中 消亡后把部分元素和能量回馈给星际介质 与浩瀚的星系际空间 intergalactic space 相比，星系自身也是拥挤聚集的 星系团 1。星际介质 Interstellar Medium 星际介质的组成：大约 90%的原子核是氢；其余大约 10%基本上是氦；更大质量的元素只占原子核数的 0.1%，或约 2%的质量 99% 的星际介质是气体，即自由运动的原子和分子 星际气体（ interstellar gas）极端稀薄： 地球大气 : 2.5x1019 分子 / cm3 真空室 : 10
3、10 分子 / cm3 星际气体 : 1 原子 / cm3 （目前宇宙平均密度 1原子 / m3）1.1 星际尘埃 Interstellar Dust 星际介质中大约 1%质量的物质是固体颗粒，称为星际尘埃 So, the Interstellar Medium is Dusty! 尘埃的大小：小到大分子的尺寸，大到 300nm 星际尘埃可吸附其它的原子和分子 长成更大更重的物体星际消光 Interstellar Extinction 尘埃能吸收和散射光子，因此星际尘埃能有效阻光，即星际尘埃能遮挡我们的视线，称为星际消光 不同波长的电磁波的星际消光程度不同：电磁波能和大小与其波长相近的物质有效
4、相互作用 微小尘埃颗粒的典型尺寸接近短波波长，因此和紫外线与蓝色可见光相互作用最强 长波辐射能穿透星际尘埃，短波辐射遭受严重星际消光 在可见光（和紫外波段），银河系的大部分区域由于受到尘埃的消光而不可见在射电和近红外波段，透过尘埃云可见银河系中心的恒星，可获得相对比较完整的银河系图像星际红化 Interstellar Reddening 在可见光波段，短波的蓝光比长波的红光遭遇更严重的星际消光。因此透过星际尘埃所看到的天体看起来比其真实的颜色更红（不仅仅更暗弱），即星际消光造成星际红化 改正天体的消光和红化是解释天文观测最困难的部分之一，往往增加天体特征测量的不确定性星际尘埃辐射远红外光 如同任何固体，尘埃颗粒也发光，波长由其温度决定 尘埃吸收恒星紫外和可见光而得到加热，温度在几十 K至几百 K， 取决于吸收和辐射的平衡 Wiens law： T=100 K dust, glows most at 29 um T10 K cooler dust, glows most at 290 um 尘埃辐射在远红外 -毫米波波段最强
