第９回 星間物質その２（星間塵） 東京大学教養学部前期課程 ２０１２年冬学期　宇宙科学II 松原英雄（ＪＡＸＡ宇宙研）

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1 第９回 星間物質その２（星間塵） 東京大学教養学部前期課程 ２０１２年冬学期　宇宙科学II 松原英雄（ＪＡＸＡ宇宙研）

2 星間ガスに比べて光の吸収・放射が非常に強い
星間塵 固体の星間物質（質量で１～２％） 星間ガスに比べて光の吸収・放射が非常に強い 減光　＝　吸収　＋　散乱

3 星間塵の元素組成 酸素・炭素・マグネシウム・シリコン・鉄　などが主成分

4 星間減光 Ｄ Ｆ＝Ｌ / （４ p Ｄ２） ｍ＝Ｍ＋５ｌｏｇ（Ｄ/１０ｐｃ） Ｄ Ｆ＝Ｌ ｅｘｐ（－t）/ （４pＤ２）
ｍ＝Ｍ＋５ｌｏｇ（Ｄ/１０ｐｃ）＋Ａ Ａ＝２．５（ｌｏｇｅ） t ＝１.０８６ t Ａ＝星間減光（Ｉｎｔｅｒｓｔｅｌｌａｒ　Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれ、星間空間中の微小な 　　　固体微粒子が原因と考えられている。 「天体輻射論I／恒星物理学特論IV」　東京大学（学部／大学院）　 中田好一先生講義資料

5 Log(Ａｖ/Ａλ) 星間減光曲線 星間吸収曲線 -1 -2 -3 -1 0 1 log(λ) 2
「天体輻射論I／恒星物理学特論IV」　東京大学（学部／大学院）　 中田好一先生講義資料 星間吸収曲線 -1 -2 -3 log(λ)

6 減光曲線の比較 縦軸：λσH MW LMC Dot-dashed： graphite SMC Dotted： silicate
水素原子一個あたり換算の 星間塵による減光断面積× 波長 Dot-dashed： graphite Dotted：　silicate Dashed： PAH Solid： total extinction SMC Takagi et al.(2003)

7 UV-optical extinction curve Calzetti et al. 1994

8 減光係数の計算例（Ｍｉｅ散乱・吸収）

9 非常に小さい塵からの赤外線放射 T= h/CH=10/0.01=1000 [K] !!
宇宙塵が小さくなればなるほど，その熱容量は小さくなる。 （半径0.001mの塵は 熱容量CH=0.01 [eV/K]くらい。） 一方星間空間の光子のエネルギー(E=h)は1～10eV(=1.2～0.12m)。 このため一個の光子が吸収されると塵の温度は非常に上がる！ 半径0.001mの塵の場合h=10eVに対して T= h/CH=10/0.01=1000 [K] !! 半径0.03m以下の塵についてはこの効果が顕著に見られる。

10 星形成の活発な銀河の 中間赤外スペクトル 赤外未同定（PAH？）バンド フラックスの対数 ホットダスト （～200K) 波長〔ミクロン〕 5
ISOの15μmバンド ISOの7μmバンド フラックスの対数 ホットダスト （～200K) 5 10 15 20 波長〔ミクロン〕

11 多環芳香族炭化水素 (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH)
Draine & Li 2006 ベンゼン環 中間赤外線スペクトルでしかはっきりと同定できない星間塵種族

12 銀河系の星間塵からの放射スペクトル 中性水素ガスの分布と良く相関している。 Dot-dashed： graphite
Dotted：　silicate Dashed： PAH Solid： total (Dwek et al.1997 & Takagi et al.2003)

13 問9. Ｖバンド(0.55mm) での減光等級AVとKバンド(2.2mm)でのそれAKの間には の関係がある。
第９回の問題 問9. Ｖバンド(0.55mm) での減光等級AVとKバンド(2.2mm)でのそれAKの間には 　　　　の関係がある。 １）銀河中心と我々の太陽系の間に、 の中性水素ガスがあるとする。AVおよび、AB (Bバンド、波長0.44mm)を求めよ。 ２）上の場合、Vバンドで観測される銀河中心の天体のフラックスは、塵に依る減光で何分の１になっているのか？またKバンドではどうか？