星際介質物理大致包括星際氣體的動力學和輻射機制,星際原子、分子的激發、電離和離解過程,星際塵埃的輻射和動力學特性,星際激波原理和星風泡、超新星遺蹟和g射線暴等星際爆發運動,以及恆星形成階段的研究等。本課在顧及觀測事實的同時,側重原理的闡述。
內容提要
第一章星際介質基礎知識
星際氣體的多相狀態,元素豐度及其減損,磁場和宇宙線,河內物質分布和質量。
第二章星際輻射機制
發射係數,吸收係數,發射線(光學複合線,氫21厘米線,脈澤)和吸收線,熱電子的連續譜發射和吸收,自由電子的折射。
第三章激發、電離和離解
能級平衡方程,碰撞激發,複合激發,光子泵,氫原子的光致電離和碰撞電離,Milne關係,Strmgren半徑,重原子的光致、碰撞電離和電荷交換,分子的形成和離解。
第四章動力學溫度和能量平衡
氣體能量變化率方程,加熱函數,冷卻函式,中性和電離氣體的冷卻時標。
第五章星際塵埃
塵埃顆粒的消光效率因子,星際選擇消光和總消光,塵埃散射,塵埃紅外輻射,塵粒排列和星際光偏振,塵粒的溫度、電荷,塵粒的動力學效應,塵粒的生成、演化及壽命。
第六章星際氣體動力學和星際激波
氣體動力學基本方程和Virial定理,絕熱激波,等溫激波,磁流體激波。
第七章星際爆發運動
光致電離前沿和電離氣體的膨脹,星風泡的結構及其演化,Sedov解,超新星遺蹟的結構和演化,γ射線暴相對論性激波的特性。
第八章恆星形成
巨分子雲及Virial質量,引力不穩定性及Jeans質量,雲的引力坍縮和碎裂,雲的角動量和磁通量,從稠密雲核到原恆星,分子外流。