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    星河系的“雾霾”melody marks 肛交

    提及北京，全球立即就思到雾霾。全球齐脑怒雾霾，外传过谁看到雾霾就特烦扰的吗？就有这样一些天文体家听见了雾霾就兴盛的不成。不外他们海涵的雾霾不在北京城，而在远方的星际空间。

    在一个莫得光欺凌的场地仰望夏夜星空，天上最好意思的即是星河了，妍丽天河，银光闪耀，水光潋滟。但如果你亲眼目睹星河，还会发咫尺繁星中密布着好多像乌云雷同的暗条。这些暗色的云即是星河系中的“雾霾”，被天文体家称之为“星际尘埃”。

    图1. 星河系

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    图片拍摄：北京市第十二中学牛雨萱/浦士毕

    在天地中，群星间并不是真空，而是散布着气体和尘埃（轻飘的固态颗粒）。它们统称为“星际介质”。平均而言星际介质的密度梗概为每立方厘米100万个分子。多未几？真未几，因为履行室里如果你能让容器达到每立方厘米100亿个分子的水平，就不错称为真空环境了。换句话说星际介质的密度是履行室真空密度的万分之一！

    星际介质的主要因素包括氢原子和氦原子，也有少许浅易分子，这些齐是以气体样貌存在的。除此之外，即是梗概占据星际介质百分之一的尘埃颗粒。即是这一丝点尘埃颗粒培植了星河系中的“霾”。

    星际尘埃的组成

    天文征询发现，星际尘埃中包括了石墨、硅酸盐、多环芳醇烃、水冰等，这就像水加煤灰（这准备作念煤球吗？），再掺些沙子，终末撒上些石油搅动在所有。

    图2. 石墨Rob Lavinsky

    图片源头：iRocks.com

    图3. 水晶

    图片源头：JJ Harrisonmelody marks 肛交

    听起来这天上也不比北京的空气干净。但恰是这脏兮兮的一团东西，成为了解开许多天地谜团的钥匙。像地球这样的岩石行星即是由围绕在恒星周围的雾霾凝华而成。更长途的是人命分子的产生也可能与这团灰尘细腻关联。

    星际尘埃中的碳那儿来的呢？它其实是恒星捣毁的居品。恒星里面即是一个握续了上百亿年的核熔炉，时刻发生着核聚变反应：氢变成氦，氦又汇聚成碳，氧等更重一丝的原子。

    比及哪天恒星里面燃料破费完毕，也就快死了。这技能恒星会把多数物资吐出来返还给星际介质，所谓“尘归尘，土归土”。不外呢，返还的物资中氢原子变少了，其它质料大的原子加多了，举例碳。

    是以，恒星和汽车雷同齐会积碳。碳原子在要求相宜时不免就聚在一块联婚话旧，一来二去就形成了石墨之类的大块颗粒。沙粒的主要组成——硅酸盐的源头亦然肖似的历程。

    那石油是那儿来的？这得从石油的主要因素多环芳醇烃提及。多环芳醇烃是由好多碳原子和氢原子组成的复杂有机分子。下图即为它的结构走漏。六个碳原子手拉手形成一个环，丝丝入扣就成了多环芳醇烃。天然咫尺天文体界还莫得一个练习的不雅点说明多环芳醇烃的源头，但好多臆测觉得它同人命发祥相干。

    图4. 多环芳醇烃的结构走漏图，

    其中玄色的是碳原子，白色的是氢原子

    探伤星际尘埃

    恒星不雅测很容易，因为它们会发出可见光。关联词征询尘埃就没那么容易了。煤球和石油不烧的技能不会发光，沙子即是烧也烧不起来。是以用光学千里镜看不到尘埃发出来的光。关联词这也难不倒天文体家，他们思到了至少三种门径探伤星际尘埃。

    散射

    天然尘埃我方不发出可见光，但通过隐敝背后的恒星光产生暗云，如图5所示。这些尘埃颗粒大小为零点几微米，惟有头发丝直径的几百分之一，色泽穿过它们的技能会发生散射。散射光的波长与尘埃颗粒的大小量度。天文体家通过测量穿过尘埃的配景光在不同波长上被松开的进程（官话叫“星际消光”），就大概臆测出尘埃的些许、颗粒的大小、乃至大致组成。

    图5. 天地中的暗云，主若是尘埃组成

    图片源头：ESO

    畅达谱辐射

    星际尘埃会在红外波段产生畅达谱辐射。这些畅达辐射流露了尘埃的温度等物理信息。斯皮泽千里镜、赫歇尔千里镜、普朗克千里镜等空间千里镜齐对星际尘埃辐射的探伤作念出过很大孝敬。

    继承与放射

    尘埃分子中的电子也会像原子那样受到特定波长色泽的引发产生跃迁，从而会继承特定波长的光子。当配景光穿过尘埃分子的技能，由于这些特定波长的光被吃掉（继承），就在光谱中留住一条继承线。除了电子跃迁继承能量，化学键振动和分子自旋也齐会从穿过的电磁波中继承特定能量而产生继承线。

    分子老是可爱保握在鸠拙级情状，因此很快它们就会把吃进去的能量再吐出来。这个历程会在电磁波特定波长上形成一条放射线。表面上可字据这些继承/放射线的位置不错判定分子类型。

    分子类型的证认

    因为分子又是电子跃迁，又是化学键振动，还会自旋，各式吸富贵技同期使用，就酿成了它们的继承/放射线看上去比原子的复杂好多。这带来了一个浩劫题——这样滋扰的光谱线，到底是哪种分子产生的？

    自1922年以来，天文体家在从紫外到近红外的恒星光谱中无间发现了几百条来自星际分子的继承线，但即是无法阐述它们是由哪些分子产生的。成为了天地一大谜团，天文体家还把它们定名为迷漫星际带。

    直到2015年，有天文体家宣称阐述了其中三条继承线是来自一种石墨烯离子（C60+）。下图即是这种长得像足球雷同的奇独到机分子。这是东谈主类初次阐述了迷漫星际带的载体分子。亦然初次阐述了石墨烯在星际空间的存在。

    图6. 足球烯（C60）的分子结构。每个球齐是一个碳原子，它失去一个电子后形成正离子C60+

    图片源头：ewels.info

    尽管一些巨匠凿凿有据，关联词争议仍然存在。最近就有征询质疑这三条继承线根底就不是石墨烯。在星际迷漫带近百年的征询历史中反复演出着这样的戏码——一拨东谈主先声明证认了某个分子，另一拨东谈主很快就来打脸。这也一定进程上反馈了星际介质征询是极其困难的责任，不仅要有耐烦、有聪惠、还要脸皮厚不怕后东谈主打啊。

    作家先容：

    刘超，中国科学院国度天文台征询员。主要从事星河系的结构与演化、星系能源学、星际消光、恒星物理等征询。

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