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성간매질
별들 사이를 채우고 있는 우주공간에 분포된 먼지와 가스로 이루어진 물질을 말한다. 다른 이름으로는 우주진이라고도 한다. 주로 항성 근처에 존재하는 에너지 또는 물질을 나타낸다. 아주 거대한 매질이다. 우주선, 자기장, 성간티끌로 이루어져 있고 주로 헬륨과 수소가 주요 구성요소이며, 그 외에도 더 무거운 먼지와 원소들로 구성되어 있다. 그리고 이 우주진은 천체학에서 아주 중요한 역할을 한다. 별의 형성이나 은하 간의 상호작용에 영향을 준다 성간매질은 별이 형성되는 재료로 쓰인다. 그래서 많은 별들이 성간매질에서 헬륨이나 수소를 포함하고 있는 다양한 다른 원소들을 끌어들여서 별의 중심부에서 핵융합 반응을 일으켜서 빛을 내뿜는다. 서로 충돌하면서 매질 내의 가스와 먼지가 형성되고 이동할 수 있습니다. 이러한 과정은 별들의 운동이나 진화, 은하의 형성과 진화에 영향을 미친다. 또한 은하의 진화에도 영향을 주는데요 별들이 만들어지고 사망함에 따라서 성간매질의 조성이 변합니다. 이는 은하의 구조에 영향을 줍니다. 즉, 우주진과 항성 간의 상호작용은 은하가 성간매질을 소모하는 속도를 정한다(새로운 항성을 만드는 은하의 나이를 결정한다.)
성간매질의 구성
ISM이라고 하는데 그 안에는 따뜻한 중성 매질, 차가운 중성 매질 분자는 전리 수소 영역 코로나 가스등이 존재하고 있다. 그냥 99% 이상이 가스라고 생각하면 된다. 주로 그 가스는 수소로 되어있고 나머지의 약 4/1 정도가 헬륨으로 구성된다. 그 외에도 산소 마그네슘 철 타노 우라늄 등등 죽은 별에서 만들어진다. 이런 물질들은 소광효과를 유발하는데 소광 효과란 감광 효과라고도 하는데 우리가 눈으로 밤하늘을 볼 때 곳곳이서 구멍을 볼 수 있는데 그곳이 진짜 비어 있는 구멍이 아니고 성간먼지 구름이라고 해서 먼지로 되어있는데 그 먼지는 빛을 빨아들인다. 그래서 그 빛이 순간적으로 빨간색으로 보이게 되는데 이러한 효과를 소광효과라고 한다. 그렇게 성간먼지를 규산염 탄소화합물 얼음으로 되어있다. 그렇게 별 주위에 밝게 빛나면서 거대한 존재로 있는 것이다. 성간매질은 우주에서 순환을 하는데. 아주 다양한 과정을 통해서 이루어진다. 이는 우주 공간에서 먼지와 가스가 움직이고 재배치가 된다는 의미를 말한다. 주로 별들의 폭발, 형성 그리고 우주적 환경의 변화랑 관련이 있다. 보통 시작은 어둡고 차가운 구름에서 시작을 한다. 시간이 오래 흐르면서 구름 안에는 엄청나게 많은 수소 분자가 들어 있고. 약간의 자극만 줘도 구름은 불안정하다. 주로 은하의 휩쓸림, 초신성의 영향, 지나가는 별들로 인해서 그렇게 밀도가 높아져서 핵융합을 통해서 별이 탄생하게 됩니다. 그렇게 탄생한 별은 수명이 다해 갈 때, 초신성 폭발이나 행성의 대폭발 등의 과정을 통해서 다시 성간매질로 돌아갑니다. 이러한 별의 폭발은 성간매질에 더 많은 먼지와 가스를 추가시켜서 새로운 별의 형성을 촉진한다. 우주의 환경변화도 순화에 영향을 준다. 예를 들면 은하 간의 충동이나 은하 간의 상호작용은 성간매질을 이동시키고 재배치할 수 있다. 이러한 부분은 성간매질의 조성이나 분포에 영향을 미친다
성간매질의 힛팅과 쿨링
아주 적은 먼지들로 인해서 광전자 히팅이 일어나는데 광자가 먼지를 자극시키고 그 안에 있는 전자를 뜨거운 열을 가진 자외선복사를 통해서 제거한다. 그렇게 운동에너지를 전자에 주입한다. 또 다른 방법은 우주선에 의한 히팅이 있다 낮은 에너지를 가지고 있는 우주선에 의한 것이다. 들뜸 상태나 이온화를 통해서 가스에다가 에너지를 주거나 상호작용을 해서 힛팅이나, 쿨링의 에너지를 준다. 아주 낮은 온도에서는 충돌에 의해서 쿨링이 되기도 하는데 co분자가 들뜨게 되면 낮은 에너지로 돌아갈 때 광자를 방출해서 온도를 내릴 수 있다. 미세 구조 냉각이라고도 있는데 이는 대부분 뜨거운 가스 부분을 제외한 나머지에서 이루어진다. 이러한 충돌은 에너지를 들뜨게 하고 그렇게 방출해 내면서 영역 밖으로 내보낸다. 좀 더 알아보자 우주 공간을 가득 채우고 있는 성간매질은 그 안에 은하와 별들의 상호작용에 중요한 역할을 한다. 그리고 성간매질은 히팅과 쿨링의 과정을 통해서 다양한 밀도와 온도를 가진다, 이는 우주에서의 다양한 현상에 영향을 준다. 히팅의 과정은 성간매질의 온도를 상승시키고, 에너지를 공급하여 매질 내의 입자들이 더 빠르게 움직이게 한다. 히팅은 우주선 태양전지 별의 복사에너지 등등의 다양한 과정을 통해 이루어진다. 반면에, 성간매질은 별들이 방출한 복사 에너지나 별 간 충돌로 인한 충격파 또는 우주 환경과의 열 교환들을 통해 냉각될 수 있다. 이러한 쿨링 과정은 성간매질의 온도는 낮춘다. 그리고 입자들의 운동을 감소시켜 매질의 밀도를 높이게 한다. 쿨링은 별의 태양풍 우주 환경과의 열 방출 등의 과정을 통해 이루어진다. 이러한 히팅과 쿨링 과정은 우주에서 다양한 현상을 유발한다. 예를 들어, 별들 사이의 상호작용에서 발하는 충돌과 별먼지의 히팅은 우주에서의 별의 형성과 진화에 영향을 준다. 반면에, 쿨링 과정은 별의 태양풍이나 별궤도에서의 충돌로 인한 충격파의 확산 또는 은하 간 가스의 이동과 상호작용에 영향을 준다. 이러한 히팅과 쿨링 과정은 우주의 다양한 현상을 이해하는데 중요한 역할을 한다. 이러한 연구는 별과 은하의 형성과 진화, 우주 환경과의 상호작용에 대한 이해를 증진시키고, 우리가 우주에 대해 더 많이 이해할 수 있도록 도와준다.