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北京天文館研究人員利用Spitzer光譜數(shù)據(jù)研究并完善中紅外消光規(guī)律
發(fā)布時間：2024年07月17日
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,，通過散射或吸收,，削弱星光,，是我們觀測宇宙的“攔路虎”。天文上把這種星際氣體和塵埃對星光的削弱作用稱為星際消光,。研究明白這種消光效應(yīng),，并改正由它們帶來的星光減弱，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)鏡觀測最多也是目前消光研究相對最完善的部分。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，不定型硅酸鹽塵埃會在9.7微米和18微米附近產(chǎn)生兩個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)中紅外波動完整的消光規(guī)律,，是對全波段消光規(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,。
圖1.硅酸鹽塵埃的消光曲線及與其它工作和模型的對比
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也線性增加,，但當(dāng)E(J-KS)>4,，它們的線性增速就發(fā)生變化，隨著E(J-KS)增加,，τ9.7增長明顯變慢,，這可能與晚型星周圍存在星周塵埃有關(guān)。這一變化,，在之前的研究中很少被注意到,。建議未來做硅酸鹽消光研究，在樣本選擇時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