星际空间是什么?是天然屏障?( 二 )


星际介质,根据其中的物质是离子、原子或是分子,以及物质的温度和密度,区分为多个位相 。星际介质主要由氢和氦组成,以及与氢含量相比微量的碳、氧和氮[1]。这些位相的热压力彼此之间大致平衡 。磁场和湍流运动也在星际介质中提供压力,并且它们的压力通常比热压力更为动态重要 。
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星际空间是真空的吗?我们通常认为宇宙空间是一无所有的、黑暗寂静的真空,其实这不完全对 。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的,但远不是真正的“真空”,而是存在着各种各样的物质 。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等,人们把它们叫做“星际物质” 。星际物质与天体的演化有着密切的联系 。观测证实,星际气体主要由氢和氦两种元素构成,这跟恒星的成分是一样的 。人们甚至猜想,恒星是由星际气体“凝结”而成的 。星际物质在宇宙空间的分布并不均匀 。在引力作用下,某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来,形成云雾状 。人们形象地把它们叫做“星云” 。恒星会发光,行星却不会
这是100年来天文学上的疑谜,到了最近几十年科学家们才得到正确的答案 。本世纪初,物理学家爱因斯坦根据他的相对论推出了质量和能量关系式,帮助天文学家解决了“恒星为什么会发光”这个问题 。原来,恒星内部由于温度高达1000万℃以上,使那里的物质产生热核反应,由4个氢原子核聚变成为1个氦原子核,释放出巨大的能量 。于是,这能量由内传到外,以辐射的方式,从恒星表面发射至空间,以维持它不断的光辉,使它们长期闪闪发光 。而行星由于质量比恒星小得多(质量最大的木星还不到太阳质量的千分之一),从引力收缩而得到的能量,不能使内部温度高到发生热核反应的程度,所以表面温度远低于恒星,因此它们也就不会自己发光了 。
星际空间的其中的物质不仅有普通意义上的物质还有暗物质 。人们在观测星光时发现,星光穿过星际空间后大大减弱了 。这一现象表明,星际空间并不是绝对的真空,那里同样有物质存在 。不过,那里的物质极其稀薄,平均每立方厘米的空间内仅有0.1-1个原子 。据观测,星际物质90%是气体,另有10%是氦,尘埃中有水和甲烷的结晶,以及二氧化碳、二氧化硅、铁、镁等物质 。
星际空间十分广袤,人类至今也只是知道其中的一小部分,不过九牛一毛 。人类对星际空间的认识也是少之又少,因为我们科技水平尚且还无法完成长距离的空间远行,哪怕是登上离我们很近的火星——更何况是更遥远的星际啦 。
2013年9月13日,据美国宇航局发布的消息称,旅行者1号已确认飞出太阳系,正式进入星际空间!如果以光速前行的话,截至目前,旅行者1号才走了17小时23分07秒,而实际走了三十六年,距离地球约187亿公里 。成为首个进入星际空间的人造物体
分布在星际空间的物质有哪些太空生物学·黄媂
在太阳附近大约每4~5个光年才会碰到另外一颗恒星,所以恒星和恒星之间的距离比它们的直径要大很多,在这个星际空间里面是不是还有其他的物质呢?
以前人们认为星际空间里面是没有什么物质的,但是这个观点从银河系的银道面图像里面可以看到是错误的,实际上星际空间里面充满了各种各样的物质,虽然它们的密度是非常低的,图像里最显著的是那些黑色不规则的区域,这是由分子和尘埃构成的致密气体,恒星以及它周围所照亮的气体云,因此气体是星系的一个组成成分,统称为“星际物质” 。
星际物质,就是分布在星际空间的物质,但是它并不仅仅包括物质,还包括了星际气体、尘埃、宇宙线以及星际磁场 。星际物质在整个银河系里面所占有的质量比重是不高的,大约是恒星质量的10%,但是它所占有的体积远远地超过恒星,在星际物质里气体大约占99%,而尘埃是占1% 。根据对星际物质的观测研究发现,它们主要分布在银道面附近1000光年内的范围里 。
主要是由氢元素构成的,根据氢元素所处的环境不同,氢的组成方式也是不一样的,既有原子形式的氢,也有离子形式的氢和分子形式的氢,并且它们在空间的分布是很不均匀的 。
图解:红色的氢原子,绿色的氢分子,灰色的热气体
氢的原子状态主要是在几条旋臂状的结构里面,它们分布在银河系的旋臂上,而氢的分子既有在旋臂上分布,也有在银河系中心,热气体分布在整个银河系里,不同形式的氢,它们的粒子数密度差别很大,有些相对来讲是非常致密的,有些是非常稀疏的,所以密度低的可以到10的-2次方个每立方厘米,高的可以达到10的6次方格每立方厘米 。