浩瀚宇宙中,,除了大家熟知的恒星和星系,,其實(shí)還分布著許多彌散的氣體和塵埃,,它們彌漫在恒星和星系之間,,與星光相互作用,,通過(guò)散射或吸收,,削弱星光,,是我們觀測(cè)宇宙的“攔路虎”,。天文上把這種星際氣體和塵埃對(duì)星光的削弱作用稱(chēng)為星際消光,。研究明白這種消光效應(yīng),,并改正由它們帶來(lái)的星光減弱,才能看清楚恒星和星系的本質(zhì),。星際消光從紫外到紅外全波段存在,,光學(xué)波段是望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)最多也是目前消光研究相對(duì)最完善的部分。塵埃是星際消光的主要貢獻(xiàn)者,,硅酸鹽塵埃是星際塵埃的主要成分之一,。由于硅酸鹽分子Si-O鍵和O-Si-O鍵的拉伸和扭曲振動(dòng),不定型硅酸鹽塵埃會(huì)在9.7微米和18微米附近產(chǎn)生兩個(gè)非常明顯的光譜吸收或發(fā)射特征,。硅酸鹽塵埃消光特征所在的5-30微米的中紅外波段,,消光研究相對(duì)較少,之前的研究樣本也較少,,一般只有十幾顆恒星源,,而且不同研究者基于不同數(shù)據(jù)給出的消光規(guī)律也不一致,存在一定爭(zhēng)議,。
北京天文館助理研究員邵珍珍和北京師范大學(xué)姜碧溈教授合作,,利用Spitzer太空望遠(yuǎn)鏡5-38微米的紅外光譜數(shù)據(jù),研究了49顆恒星視線(xiàn)方向上彌散星際介質(zhì)中硅酸鹽塵埃的消光,,并給出了5-30微米范圍內(nèi)中紅外波動(dòng)完整的消光規(guī)律,,是對(duì)全波段消光規(guī)律很好的補(bǔ)充和完善,。在5-8微米范圍內(nèi),星際消光較平穩(wěn),,且明顯高于Rv=3.1的塵埃模型預(yù)測(cè)的結(jié)果,,與Rv=5.5的塵埃模型結(jié)果比較一致。9.7微米和18微米特征的峰值在9.2~9.8和18~22微米之間波動(dòng),。
圖1.硅酸鹽塵埃的消光曲線(xiàn)及與其它工作和模型的對(duì)比
硅酸鹽9.7微米處的消光和近紅外色余E(J-KS)大致呈正相關(guān),,隨著E(J-KS)的增大,硅酸鹽消光τ9.7也線(xiàn)性增加,,但當(dāng)E(J-KS)>4,,它們的線(xiàn)性增速就發(fā)生變化,隨著E(J-KS)增加,,τ9.7增長(zhǎng)明顯變慢,,這可能與晚型星周?chē)嬖谛侵軌m埃有關(guān)。這一變化,,在之前的研究中很少被注意到,。建議未來(lái)做硅酸鹽消光研究,在樣本選擇時(shí)就需要考慮剔除可能存在星周塵埃的樣本,,以減少星周塵埃的影響,。該研究結(jié)果已發(fā)表在美國(guó)天體物理雜志期刊(The Astrophysical Journal),論文鏈接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad1dd8
圖2. 硅酸鹽消光τ9.7隨色余E(J-KS)的變化
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