천문학에서 가스와 먼지의 차이점은 무엇입니까?

가스와 먼지 사이에 엄격한 차이가 있습니까? 지구 환경에서 충분히 가열하면 대부분 가스가됩니다. 성간 매개체 의 온도 는 주로 1 만에서 10 만 켈빈 사이 인 것으로 보인다. 가스 / 먼지는 고온 / 저온에 대한 아날로그입니까, 아니면 해당 요소의 위상 다이어그램도 중요합니까? 금속과 분자가 천문학적 용어로 가스가 될 수 있습니까?

— LocalFluff
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답변:

그렇습니다. 금속 및 기타 원소와 분자는 올바른 온도와 압력 조건에서 기체 형태로 존재할 수 있습니다. "가스"는 고체 , 액체 또는 가스 에서와 같이 물질의 기본 상태 중 하나입니다 (이 질문의 범위를 벗어난 몇 가지 다른 상태). 그러나 가스로서 이러한 물질은 전적으로 개별 원자, 개별 원소 분자 또는 다중 원자의 개별 화합물 분자 (예 : 이산화탄소)로 존재합니다.

반면에 먼지는 별과 은하 사이의 다양한 밀도로 떠 다니는 얼음, 규산염 및 탄소 화합물과 같은 물질을 생성하기 위해 더 강한 분자간 결합을 거친 작은 입자상 물질로 구성됩니다. 이 입자는 여전히 극히 작기 때문에 (일반적으로 마이크론의 일부) 가스 처럼 보일 수 있지만이 작고 불규칙한 모양의 물체는 여전히 고체 또는 액체 상태로 개별적으로 존재합니다.

— 로버트 카테 노
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우주론에서 모든 문제는 단순히 "먼지"라고하며 전혀 움직이지 않는 것으로 가정합니다. 따라서 천문학의 하위 섹션을 살펴 봐야합니다.

— AtmosphericPrisonEscape

@AtmosphericPrisonEscape : 맞지 않습니다. 우주론은 단순히 "먼지"가 "확실히 완벽한 유체"를 의미하는 일반적인 상대성 이론에서 차용 한 것이므로, 실제로 적절하게 모델링 할 수있는 것보다 실질적으로 모든 스트레스 에너지 분포를 의미합니다. 특히, 대규모 우주가 그렇게 취급 될 수있는 시대는 약

시작되었습니다.

빅뱅 이후

년 후 약

50 k

$50\,\mathrm{k}$

년 전

4 G

$4\,\mathrm{G}$

— Stan Liou 2016 년

@RobertCartaino "반면 먼지는 얼음과 같은 물질을 만들기 위해 더 강한 분자간 결합을 거친 작은 입자상 물질로 구성되어 있습니다"...이 새로운 결합이 약해져서 더 낮은 온도에서만 안정적입니까?

— BMS

천문학에서 가스와 먼지 사이의 임계 값에 대한 공식적인 정의는 없습니다. 가스는 일 원자, 이원자 또는 분자 일 수 있습니다 (또는 원칙적 으로 광자로 만들어 짐 ). 분자는 매우 클 수 있으며 원칙적으로 먼지 입자는 매우 큰 분자입니다. 나는 여러 저자에 이르기까지, 다양한 정의를 사용 봤어요 로 원자를. $\sim100$ $\sim1000$

이것은 분자와 먼지 사이에 뚜렷한 차이가 없다고 말하는 것은 아닙니다. 그것들은 매우 다른 속성을 가지고 있지만, 그들 사이의 전환은 완벽하게 정의되어 있지 않습니다.

ADDED 13.6.2018 : 나는 현재 우주 먼지에 관한 회의에 참석하고 있으며 200 명의 천문학 자들은 큰 분자와 작은 먼지 입자 사이의 임계 값에 대한 질문에 대답 할 수 없었다. 그러나 구별을 정의하는 한 가지 방법은 관련 스펙트럼 선을 보는 것입니다. 분자는 넓은 영역에서 방출 / 흡수하는 반면 분자는 특정 파장을 방출 / 흡수합니다. 그러나 특정 개수의 원자는 없습니다. 예를 들어 풀러렌 C ₅₄₀ 은 매우 큰 탄소 분자이지만 540 개의 C 원자를 비정질 탄소로 재편성하면 먼지 입자로 간주됩니다.

가스, 분자 및 먼지는 모두 뜨겁거나 차가울 수 있지만 너무 뜨거우면 더 큰 입자가 충돌로 파괴됩니다. 따라서 분자 구름은 일반적으로 매우 차갑고 가스와 먼지로 구성되지만 에서는 먼지가 완전히 파괴되지는 않습니다. 영역들 $\mathrm{H\,II}$ 로 인해 자외선에 의한 이온, 승화 또는 증발 또는 폭발과 충돌 뜨거운 다른 입자와의 충돌을 통해 개, 스퍼터링 주위 (예, 참조그린버그 1976).

마지막 질문에 대답하기 위해 먼지 입자에 사용되는 "가스"라는 용어를 듣지 못했지만 금속 및 분자는 모두 가스라고 할 수 있습니다. 예를 들어, $^\dagger$ $\mathrm{Mg\,II}$ $\mathrm{H}_2$ $\mathrm{CO}$

$^{^\dagger}$

— 펠라
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이제 당신은 이것을 이해하려는 나의 아마추어적인 시도를 흐리게했습니다. 수도원 먼지? 천문학 자들이 우연히 "먼지"와 "가스"를 언급 할 때 스펙트로 그램에서 특정 파장을 참조하고 있습니까? 아니면 그냥 손을 흔들어 느낌을 느끼려고 노력하고 있습니까? @pela, 전에 다리를 두 번 잡아 당겼습니다. 다리가 더 남지 않았습니다. 이것은 천문학입니다, 당신은 분명히 나에게 말할 수 있습니다.

— LocalFluff

@LocalFluff : : D 아니요, 가스 는 일 원자, 이원자 등일 수 있습니다. "먼지"라고 부르기 위해서는 많은 원자, 즉 기본 분자가 필요합니다. 이 분자가 잘못 정의 된 임계 값 미만인 경우이를 분자라고합니다. 너무 크면 먼지라고 부릅니다. 분자와 먼지의 한 가지 차이점은 산란 특성입니다. 분자가 특정 에너지 수준에 따라 빛을 산란시키는 반면, 너무 큰 산란은 대기업의 특성 크기에 더 의존합니다. 그러나 여전히 날카로운 임계 값은 없습니다.

— pela

두 번째 문장을 다시 읽으십시오. 나는 그것이 말이된다고 생각하지만, 그렇지 않다면 알려 주시면 편집하겠습니다. :)

— pela

산란 특성이 의미가 있습니다. 나는 흡수하기 어려운 흡수선을 가진 "대형 자유 분자"의 회색 영역이 있다고 들었습니다. 기본 학교와 일상 화학에서 가스와 먼지는 매우 뚜렷합니다. 그러나 아마도 우주에서는 그렇지 않습니까?

— LocalFluff

분자에 대해 잘 모르지만 아마도 PAH를 언급하고있을 것 입니다. 나는 가스와 먼지가 뚜렷하지 않다고 말하지 않을 것입니다. 그들은 여러 측면에서 매우 다른 특성을 가지고 있습니다. 단지 그들 사이에 엄격한 경계가 없기 때문에 단거리에서는 구별되지 않습니다. 그러나 로그 규모로 누가 신경 쓰나요? :)

— pela

나는 Robert의 훌륭한 대답에 덧붙여 공기 중의 담배 연기와 매우 흡사 한 성간 먼지 입자가 성간 가스에 매달리고 운동 학적으로 (입자 크기에 따라 끌어 당겨짐) 에너지 적으로 (교환) 가스의 상당한 냉각을 초래할 수있는 열). 먼지 입자는 또한 (별) 방사선과 상호 작용하며 고 에너지 방사선으로 인해 증발 될 수 있지만 주변 가스에서 응축되어 성장할 수도 있습니다.

모든 더 큰 고체 천체들 (행성들, 소행성들, 별들의 잔재는 아님)은 먼지로부터 형성되었으며, 이는 결국 행성 간 가스의 무거운 원소들로부터 형성되었습니다.

많은 천문학적 목적을 위해, 먼지는 빛, 특히 더 짧은 파장 ( 별의 빛을 붉게 하고 어둡게 함)을 차단 하고, 특히 은하수의 중간면에 별을 숨기 므로 성가시다 . 결과적으로 천문학적으로 큰 관심을받는 은하 중심은 거의 보이지 않으며 가시 광선 이외의 다른 파장, 특히 먼지 흡수의 영향을 거의받지 않는 적외선을 관찰해야만 연구 할 수 있습니다.

— 월터
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