星間：恒星間の空間、星間物質、現象と星間旅行

構成要素と相

星間物質（ISM）は、原子状・イオン状・分子状の水素とヘリウム、少量の重元素、そして微小な塵の粒子から成る。ISMには複数の相がある。そこには、星が形成される低温で高密度の分子雲、より温かい中性領域、高温の恒星の周囲にある電離ガス、超新星衝撃波によって生じる非常に高温で希薄なプラズマが含まれる。磁場はこれらの相を貫き、宇宙線はそれらに浸透しており、力学、加熱、化学に影響を及ぼす。

化学、塵、観測可能な効果

分子雲では、物理条件の指標となる単純な有機分子やイオンを含め、豊かな化学反応が進行する。塵の粒子は星光を吸収・散乱し、減光と赤化を生じさせるとともに、赤外線としてエネルギーを再放射する。原子、イオン、分子による輝線と吸収線は、天文学者が温度、密度、組成、運動を診断するために用いるスペクトルを与える。

観測と科学的重要性

観測者は電磁スペクトル全域にわたってISMを調べる。電波およびミリメートル波の帯域は低温の分子を示し、赤外線は温かい塵と埋め込まれた原始星を検出する。可視光と紫外線では輝線・吸収線が観測され、X線は高温プラズマを明らかにする。星間過程は、一世代の恒星の死と次世代の誕生を結び付け、銀河の生態を調節し、極限条件下の化学を研究する場を提供する。

星間旅行と探査機

人類による星間旅行は、距離が極めて大きく、必要なエネルギーにも課題があるため、依然として理論的段階にある。議論されている構想には、ライトセイル、先進的な核融合または反物質による推進、長期間運用するロボット探査機がある。一部の宇宙機は太陽圏を越え、太陽の保護的な泡を離れるという技術的な意味で星間空間に入った。これは、惑星間環境と星間環境の実際的な違いを示している。

区別と展望

• 星間と惑星間：星間空間は、単一の恒星系が支配するプラズマ環境の外側にある。
• 星間と銀河間：星間は銀河内部の領域を指し、銀河間は銀河どうしの間にある、はるかに希薄な領域を指す。

星間物質の理解は、星形成を左右し、惑星系の発達に影響を与え、宇宙の時間を通じた銀河の観測可能な性質を形作ることから、天体物理学の中心的課題であり続けている。