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星际物质

恒星之间的物质包括星际气体、星际尘埃和各种星际云，以及星际磁场和宇宙射线。

星际物质的总质量大约是银河系总质量的10%。平均密度为10-24/cm3，相当于每立方厘米平均密度1个氢原子，密度范围为10-20 ~ 10-25/cm3。这样的真空密度远不能在地球上的实验室中实现(目前最高的实验室真空是10-12毫米汞，相当于每立方厘米32,000个颗粒)。星际物质的温度变化很大，从几开尔文到数千万开尔文不等。

银河系内星际物质的分布特征如下：

(1)不均匀性：不同区域星际物质的密度差异很大。星际气体和尘埃在粒子数密度大于10 ~ 103个/立方厘米时成为星际云，云间密度低至0.1个/立方厘米。

(2)星际物质和年轻恒星高度集中在银道面，特别是在旋臂中。

星际气体包括气态原子、分子、电子和离子，其化学成分可以通过测量各种电磁谱线来确定。结果表明，星际气体中元素的丰度与宇宙中基于太阳、恒星和陨石的元素丰度相似，氢在顶部，氦在第二，其他元素都很低。第二行以对数尺度表示宇宙的丰度，第三行以对数尺度表示太阳和蛇夫座之间星际气体元素的丰度，第四行显示两者之间的差异。

根据主要元素氢原子的存在形式，将星际气体分为电离氢区和中性氢区。

星际尘埃是直径约10至5厘米(或10至6厘米)的固体颗粒，分散在星际气体中。星际尘埃的总质量大约是星际物质总质量的10%。星际尘埃可能由以下成分组成：

(1)冰的水、氨、甲烷等；

(2)二氧化硅、硅酸镁、氧化铁等矿物；

(3)石墨颗粒；

(4)上述三种物质的混合物。

星际尘埃使星光散射并减弱；这种现象被称为星际灭绝。星际消光随波长的增加而增加，星光的颜色也变红。这种现象被称为星际变红。星际尘埃对星际分子的形成和存在起着重要的作用。一方面，尘埃可以阻止星光的紫外线辐射离解星际分子，另一方面，固体尘埃作为催化剂可以加速星际分子的形成。

可以用不同的电磁波对星际物质进行观测。例如，1904年，在光谱双星猎户座三角洲的可见光谱中发现星际离子吸收谱线，其位移不随双星轨道变化，首次证实了星际离子的存在。星际尘埃的存在在1930年首次被证实，当时观测到遥远的星光颜色变红，颜色指数更大(即星际变红)。1951年，通过观察银河系中21厘米的中性氢谱线，证实了星际氢原子的大量存在。1975年，利用人造卫星紫外光谱仪观测了100多颗恒星的星际消光与波长的关系，获得了2200埃附近的吸收峰。1977年，根据星际x射线波段的观测，发现21.6 h(0.57千电子伏)的谱线为，证实了温度在105 ~ 107K之间的高温气体的存在。

与恒星物质的关系根据现代恒星演化理论，一般认为早期恒星是由星际物质的积累形成的，这些物质通过各种形式的爆炸、抛射和恒星物质的损失返回到星际空间。

参考书目L. Spiezer, Jr.星际介质中的物理过程，John Wiley and Sons，纽约，1978。村山乔：《宇宙物理学》，京知出版株式会社，东京，1978。