基本介紹
星際物質的結構,星際物質觀測,星際物質的性質,歷史,問題,
星際物質的結構
恆星之間的物質﹐包括星際氣體﹑星際塵埃和各種各樣的星際雲﹐還可包括星際磁場和宇宙線。星際物質的總質量約占銀河系總質量的5%。平均密度為10/厘米﹐相當於平均數密度為每立方厘米1個氫原子﹐密度範圍是10～10/厘米。這種密度是地球上的實驗室中遠未達到的真空度（目前實驗室的最高真空度為10^-7毫米水銀柱，相當於每立方厘米 32﹐000個質點）。星際物質的溫度相差很大，從幾K到千萬K。
星際物質在銀河系內分布的特點是：不均勻性，不同區域的星際物質密度可相差很大﹐星際氣體和塵埃當聚集成質點數密度超過每立方厘米10～10個時﹐就成為星際雲﹐雲間密度則低到每立方厘米0.1個質點。星際物質和年輕恆星高度集中在銀道面，尤其在旋臂中。
星際氣體包括氣態原子﹑分子﹑電子﹑離子，其化學組成可以通過各種電磁波譜線的測量求出。結果表明﹐星際氣體的元素豐度與根據太陽﹑恆星﹑隕石得出的宇宙豐度相似，即氫最多，氦次之，其他元素很低。下表第二行是按對數尺度列出的宇宙豐度，第三行是按對數尺度表示的太陽與蛇夫座ζ星之間的星際氣體元素豐度，第四行為二者的差值。星際氣體中，90%是氫，氦約占10%，其他的元素如鋰、氮、氧等總共不到1%。星際氣體根據主要元素──氫原子的存在形式而分為電離氫區和中性氫區。
星際塵埃 是直徑約10（或10）厘米的固態質點，分散在星際氣體中。星際塵埃總質量約占星際物質總質量的10%。星際塵埃可能是由下列物質組成的；水﹑氨﹑甲烷等的冰狀物；二氧化矽﹑矽酸鎂﹑三氧化二鐵等礦物﹔石墨晶粒；上述三種物質的混合物。星際塵埃散射星光，使星光減弱；這種現象叫作星際消光。星際消光隨波長的增長而增長﹐星光的顏色也隨之變紅﹔這種現象叫作星際紅化。星際塵埃對於星際分子的形成和存在具有重要的作用。一方面塵埃能阻擋星光紫外輻射不使星際分子離解﹐另一方面固體塵埃作為催化劑能加速星際分子的形成。
星際物質觀測
1930年﹐觀測到遠方星光顏色變紅﹐色指數變大(即星際紅化)﹐首次證實星際塵埃的存在。1951年﹐通過觀測銀河系內中性氫21厘米譜線﹐證實星際氫原子的大量存在。1975年﹐利用人造衛星紫外光譜儀觀測100多顆恆星的星際消光與波長的關係﹐得知2200埃附近的吸收峰。1977年﹐觀測星際X射線波段﹐發現οⅦ21.6埃（0.57千電子伏）的譜線﹐確認存在著溫度達10～10K的高溫氣體。
星際物質與恆星物質的關係，根據現代恆星演化理論﹐一般認為恆星早期是由星際物質聚集而成﹐而恆星又以各種爆發﹑拋射和流失的方式把物質送回星際空間。
星際物質的性質
當我們提到宇宙空間時，我們往往會想到那裡是一無所有的、黑暗寂靜的真空。其實，這不完全對。恆星之間廣闊無垠的空間也許是寂靜的，但遠不是真正的“真空”，而是存在著各種各樣的物質。這些物質包括星際氣體、塵埃和粒子流等，人們把它們叫做“星際物質”。
星際物質與天體的演化有著密切的聯繫。觀測證實，星際氣體主要由氫和氦兩種元素構成，這跟恆星的成分是一樣的。人們甚至猜想，恆星是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質，成分包括碳合物、氧化物等。星際物質在宇宙空間的分布並不均勻。在引力作用下，某些地方的氣體和塵埃可能相互吸引而密集起來，形成雲霧狀。人們形象地把它們叫做“星雲”。按照形態，銀河系中的星雲可以分為瀰漫星雲、行星狀星雲等幾種。
歷史
“星際的”這個名詞最早出現在1626年，是弗朗西斯·培根在他的文稿中使用的。他寫道："The Interstellar Skie.. hath .. so much Affinity with the Starre, that there is a Rotation of that, as well as of the Starre." (Sylva §354–5).自然哲學家羅伯特·博伊爾在1674年的論述中提到："星際中的空間在享樂主義的觀點中是空無一物的"。直到19世紀，星際物質的本質才受到天文學家和科學家的注意。
在1862年，帕特孫寫道："氣流引發的顫動，或是震動運動，是以太充塞在空中造成的。"（Ess. Hist. & Art 10）以太的觀念延續到20世紀，有些特性被描述出來。在1912年，威廉·亨利·皮克林寫道："造成星際吸收的介質簡單的說就是以太，他會選擇性的吸收，就如卡普坦所指出的是一些氣體的特性，還有一些自由的氣體分子，她們可能是由太陽和恆星經常不斷的釋放出來…..."
在1913年，挪威的探險家兼物理學家克利欣·白克蘭寫道："以我們的觀點，假設空間整體充滿了電子，各種電子和離子的飛躍，似乎是自然的結果，因為我們假設恆星系統在演化的過程中，不停的將帶電的微粒拋射入太空中。因此在宇宙各處，也就是"空無一物"的太空中，都能發現物質充塞著，不僅是在太陽系和星雲之中，應該是合情合理的。(See "Polar Magnetic Phenomena and Terrella Experiments", in The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-1903 (publ. 1913, p.720).
