Interstellar Extinction and Elemental Abundances: Individual Sight Lines
虽然银河系星际消光曲线和尘埃形成元素的气相丰度在不同的视线之间表现出相当大的变化，但大多数尘埃消光建模工作都是针对银河系平均消光曲线，这是通过对许多不同气体和尘埃性质的云进行平均而获得的。因此，关于尘埃性质和星际环境之间关系的任何细节都丢失了。在这里，我们利用空间望远镜获得的大量灭绝和元素丰度数据，探索大量个体视线的尘埃特性。我们对每个视线的观测消光曲线进行建模，并推导出主要尘埃形成元素的丰度（即，C、O、Si、Mg和Fe）需要捆绑在灰尘中（即，粉尘损耗）。然后，我们面对的衍生粉尘损耗与所观察到的气相丰度的这些元素，并调查环境对粉尘的属性和元素损耗的影响。研究发现，对于大多数的视线，星际氧原子完全被气体和尘埃所容纳，因此似乎不存在“丢失氧气”的问题。对于那些视缐上氢柱密度为$A_V/N_H$ $>$ 4.8 $\times$ 10 $^{-22}$ mag cm $^2$ /H的恒星，即使星际C/H、Si/H、Mg/H和Fe/H丰度被假设为银河系化学演化增加的原太阳丰度，也缺乏制造尘埃的C、Si、Mg和Fe元素来解释观测到的消光。
2021-11-06 astro-ph.GA
Interstellar Dust Models and Evolutionary Implications
星际消光和偏振的波长依赖性，补充观测到的元素丰度和星光加热的尘埃红外发射光谱，强烈约束尘埃模型。一个尘埃模型，似乎是与观测相一致。为了重现观测到的灭绝，该模型消耗了大量的星际Mg，Si和Fe（在无定形硅酸盐中），以及相当大一部分的C（在碳质材料中），并调整了尺寸分布和排列以匹配观测结果。星际颗粒的组成、结构和尺寸分布是恒星流出物中的尘埃注入星际介质（ISM）的结果，随后是星际颗粒的破坏、生长、凝聚和光处理。这些不太清楚的过程之间的平衡是ISM中固体物质混合的原因。大多数存在于弥漫ISM中的星际颗粒物质必须在ISM中生长。因此，构成星际尘埃主体的无定形硅酸盐和碳质物质一定是在紫外线辐射存在下颗粒生长的结果。在高z系统中的尘埃，如J1148+5251，也主要是在ISM中产生的，超新星产生的尘埃只占总尘埃质量的一小部分。
2009-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Constraints on the Physical Properties of Interstellar Dust in the Post-Planck Era
我们提出了一个综合的天文观测约束波长依赖的消光，发射和偏振星际尘埃从紫外线到微波波长的弥漫银河视线。代表性的固相丰度，这些视线也来自。鉴于普朗克卫星提供的偏振尘埃发射的敏感的新观测，我们特别强调尘埃偏振，包括连续偏振消光，偏振的碳质和硅酸盐的光谱特征，尘埃发射的波长依赖的偏振部分，光学偏振消光和远红外偏振发射之间的连接。总之，这些构成了一组约束，应该由弥漫的星际介质中的尘埃模型再现。
2021-01-18 astro-ph.GA
Destruction of the interstellar dust by a supernova
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究超新星残骸中星际尘埃的破坏机制，探讨气体密度和金属licity对尘埃破坏的影响，发现不同环境下尘埃破坏存在快速完全和渐进弱化两种模式，指出尘埃冷却抑制破坏并提出尘埃质量与金属licity的线性关系。
2026-04-09 astro-ph.GA
The apparent anti-correlation between the mass opacity of interstellar dust and the surface-density of interstellar gas
最近对${\it Herschel}$观测结果的分析表明，在附近的盘星系中，$500 \, {\rm μm}$的尘埃质量不透明度$κ_{500}$随着气体表面密度$Σ_{\rm ISM}$的增加而降低（Clark等人，2019）。$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间的这种明显的反相关性与理论尘埃演化模型的预期行为相反;在这种模型中，在更密集、更冷的区域（即$Σ_{\rm ISM}$增加的区域）的尘埃倾向于增长，因此增加了$κ_{500}$。我们表明，使用一个玩具模型，沿视线的尘埃温度范围的存在下，可能会导致虚假的低估计值的$κ_{500}$。如果在$Σ_{\rm ISM}$较高的区域，尘埃温度的范围延伸到较低的值（这似乎是可能的），这种效应的大小可能足以解释$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间明显的反相关性。因此，可能不需要与理论预期相反的固有灰尘特性的空间变化。
2020-02-18 astro-ph.GA
Interstellar dust modelling: Interfacing laboratory, theoretical and observational studies (The THEMIS model)
只有在有意义的理论框架内尊重和使用实验室数据对星际尘埃模拟材料施加的约束，才有可能构建可行的和物理上现实的星际尘埃模型。然后，这些物理尘埃模型可以直接与观测结果进行比较，而不需要进行任何调整来拟合观测结果。这样的模型通常无法实现经验模型所能实现的与观察结果的良好拟合。然而，物理现实的方法必然会导致更深入的洞察力和更全面的理解星际尘埃的性质和演变。基于（氢化）无定形碳和具有金属Fe和/或FeS纳米夹杂物的无定形硅酸盐的THEMIS建模方法似乎是朝着这个方向迈出的一步。
2015-11-25 astro-ph.GA
Investigating the interstellar dust through the Fe K-edge
银河系致密区域星际尘埃的化学和物理性质仍然没有得到很好的理解。X射线提供了一个强大的探针，因为它们可以穿透气体和尘埃在很宽的范围内的柱密度（高达$10^{24}\ \rm{cm}^{-2}$）。与介质的相互作用（散射和吸收）会留下光谱特征，反映构成气体、分子或固体的单个原子。在这项工作中，我们调查的能力，高分辨率的X射线光谱探测含铁的宇宙颗粒的属性。虽然铁在星际尘埃中大量耗尽，但含铁颗粒的性质仍然很大程度上不确定。在我们的分析中，我们使用铁K边同步辐射数据的矿物可能存在于ISM灰尘在欧洲同步辐射设施。我们探讨的前景，确定化学成分和大小的天体物理尘埃在银河系中心和分子云与未来的X射线任务。现有的X射线望远镜的能量分辨率和有效面积不足以探测和研究Fe K边，即使对于明亮的X射线源也是如此。从我们的尘埃模型的消光截面的光谱拟合程序DAC中实现的分析，铁K-边缘是有希望的调查的化学和星际尘埃的尺寸分布。我们发现，化学成分调节的X射线吸收精细结构的后边缘区域，而在前边缘的散射功能是敏感的平均晶粒尺寸。最后，我们注意到，铁K-边缘是不敏感的其他尘埃属性，如孔隙度和尘埃的几何形状。
2017-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Small-scale clustering of nano-dust grains in turbulent interstellar molecular clouds [Extended version]
利用高分辨率（$1024^3$）可压缩等温流体动力学湍流模拟方法研究了纳米尺度颗粒（纳米尘埃）的成簇和动力学，模拟了星际介质中冷分子云内部的条件。纳米尺寸的颗粒可以在湍流中聚集（小尺度聚集），这显著增加了局部颗粒密度。再加上湍流运动导致的相互作用速率增加，星际纳米尘埃的聚集可能是合理的。
2018-11-23 astro-ph.GA
Dust evolution, a global view: IV. Tying up a few loose ends
这项工作是试图把本系列前面的论文中一些看似不同的松散的结果联系起来，形成星际介质中尘埃演化的全局观点。特别是，性质的碳氢化合物，红外吸收和发射带的载体进行了讨论的背景下，一个简单的聚六环分子的观点。探讨了星际尘埃地幔吸积和颗粒-颗粒凝聚成聚集体的顺序，以及它们对星际尘埃粒度分布、消光和尘埃热发射的影响。估计了吸积和凝聚对银河系和遥远星系中星际气尘比的影响。星际颗粒表面的环氧化物物种的重要性被重新访问和可能的和随之而来的连接之间的致密星际云尘和彗星尘埃探索。一个可能的连接和星际OCN含分子的套件的起源，和他们有趣的化学，进行了讨论。最后，推测氨基酸形成的途径及其作为宇宙中任何地方生命的普遍基础的可能性。
2018-04-27 astro-ph.GA
X-ray extinction from interstellar dust: Prospects of observing carbon, sulfur and other trace elements
我们提出了一个研究的前景，观察碳，硫，和其他低丰度元素（即铝，钙，钛和镍）存在于星际介质中使用未来的X射线仪器。我们特别关注沿视线的星际尘埃的探测和表征。我们比较了模拟数据与不同的尘埃聚集体，无论是从过去的文献中获得的或由我们使用SOLEIL-LUCIA同步加速器光束线测量。由星际颗粒引起的消光引起给定光电边缘的调制，这在原则上可以追溯到吸收颗粒的化学性质。我们模拟了具有当前Athena，XRISM和Arcus概念的分辨率和灵敏度特性的仪器的数据。在不久的将来，将有把握地确定所研究元素的贫化和丰度。在碳和硫的情况下，还将确定吸收粉尘的化学特性，这取决于主要化合物。对于铝和钙，尽管在星际介质中有很大的损耗和显著的尘埃吸收，但在许多情况下，边缘特征可能不会随着含Al $^-$或Ca $^-$化合物的化学性质的变化而显著改变。可以检测和模拟大颗粒的排除特征，从而允许对这些元素的不同颗粒尺寸分布进行测试。Ti和Ni的低宇宙丰度将不允许我们详细研究边缘特征。
2019-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
The interstellar medium in Andromeda's dwarf spheroidal galaxies: I. Content and origin of the interstellar dust
矮椭球星系是宇宙中数量最多的星系群之一，但其主要的形成和演化通道仍然没有得到很好的理解。仙女座星系的三颗矮球状卫星（NGC 147、NGC 185和NGC 205）具有非常不同的星际介质（ISM）特性，这可能表明它们处于不同的星系演化阶段。虽然De Looze等人（2012年）已经详细研究了NGC 205的尘埃含量，但我们提出了NGC 147和NGC 185的新赫歇尔尘埃连续体观测结果。NGC 147在赫歇尔SPIRE地图上的未探测到，对其尘埃质量（< 128 Msun）提出了强烈的限制。对于NGC 185，我们得到了总尘埃质量M_d = 5.1 × 10^3 Msun，这比ISO和斯皮策的观测结果高出2-3倍，证实了需要更长的波长观测来追踪更大质量的冷尘埃库。此外，我们还估算了渐近巨星分支（AGB）星和超新星（SNe）的尘埃产生量。对于NGC 147，尘埃质量的上限与演化的恒星星族注入的物质的预期一致。在NGC 185和NGC 205中，观测到的尘埃含量比AGB和SNe估计的尘埃产生量高一个数量级。有效的晶粒生长，并可能更长的尘埃生存时间（3-6 Gyr），以考虑到他们目前的尘埃含量。我们的研究证实了气相中晶粒生长的重要性，以解释目前星系中的尘埃库。
2016-04-22 astro-ph.GA
Systematic variations of interstellar linear polarization and growth of dust grains
给出了星际线性偏振曲线参数$K$和$λ_{\max}$之间观测关系的定量解释，它们分别表征了偏振极大值的宽度和波长。本文讨论了金牛座、变色龙、$ρ$ Oph和R CrA附近的57颗恒星的观测资料。星际尘埃颗粒的球状粒子模型早期应用于同时解释星际消光和偏振曲线在一个广泛的光谱范围内被利用。观察到的趋势$K \approx 1.7 λ_{\max}$被证明是最有可能的尘埃颗粒的增长，由于凝聚，而不是地幔吸积。本文讨论了硅酸盐粉尘颗粒平均尺寸与$K$和$λ_{\max}$参数的关系。
2013-03-10 astro-ph.GA
Interstellar dust revealed by light from cosmic dawn
该研究通过遥远星系光线遮蔽现象，发现宇宙最早时期可能存在碳尘埃，挑战了“当时恒星未演化至能产生此类物质”的传统观点。
2025-02-12 astro-ph.GA
Interstellar Extinction and Elemental Abundances
星际介质中的元素以气体或尘埃的形式存在。星际灭绝和元素丰度对星际尘埃的组成、大小和数量提供了至关重要的限制。大多数灭绝模型的工作都假设尘埃形成元素的总丰度（包括气体和尘埃）--被称为“星际丰度”，“星际参考丰度”或“宇宙丰度”--是太阳和气相丰度独立于星际环境。然而，目前还不清楚太阳丰度是否是星际丰度的适当代表。与此同时，已知气相丰度随当地星际环境而呈现出明显的变化。在这项工作中，我们探讨了B星丰度的可行性，太阳和原太阳丰度，和原太阳丰度增加银河化学富集（GCE）作为星际丰度的适当代表，通过定量研究消光和元素丰度的十个星际视线，消光曲线和气相丰度的所有主要尘埃形成元素（也就是说，C、O、Mg、Si和Fe）。而不是假设一个特定的尘埃模型，然后拟合所观察到的消光曲线，对于每个视线，我们应用模型独立的Kramers-Kronig关系，它涉及到总的尘埃体积的波长积分消光，把一个下限的尘埃耗尽。这一点，加上观测得到的气相丰度，使我们能够排除B星，太阳和原太阳丰度作为星际参考标准。我们的结论是，GCE增强的原太阳丰度是一个可行的星际丰度的代表。
2020-11-18 astro-ph.GA
The Herschel exploitation of local galaxy Andromeda (HELGA) V: Strengthening the case for substantial interstellar grain growth
在本文中，我们考虑的尘埃和金属的分布在M31盘的影响。我们推导出平均径向尘埃分布使用的尘埃地图从赫歇尔图像的M31采样整个远红外（FIR）峰。修改后的黑体适合约4000像素的变化，以及一个固定的，灰尘发射率指数（β）。还使用从文献中收集的数据推导出总体金属分布。我们使用一个简单的分析模型的尘埃在一个星系中的恒星源和星际颗粒生长贡献的尘埃的演变，并适合这个模型的径向尘埃到金属分布在整个星系。我们的分析表明，M31中的尘埃-气体梯度比金属丰度梯度更陡，这表明星际尘埃的生长在M31中非常重要。我们认为，M31有助于建立一个宇宙尘埃的情况下，星系是大量的星际颗粒生长的结果，而从恒星的净尘埃生产可能是有限的。然而，我们注意到，恒星中尘埃产生的效率，例如，在我们的简单模型中，超新星（SNe）喷出物和/或恒星大气中的颗粒破坏和星际介质（ISM）中的颗粒破坏可能是简并的。我们可以得出这样的结论：在M31中，由吸积作用导致的星际颗粒生长可能至少与恒星尘埃产生通道一样重要。
2014-09-15 astro-ph.GA
Mechanochemical synthesis of Aromatic Infrared Band carriers. The top-down chemistry of interstellar carbonaceous dust grain analogues
星际空间有纳米到微米大小的尘埃颗粒。这些谷物中富含碳的成分发出红外波段的光，几十年来一直被望远镜和卫星远程观测。它们是天体化学尘埃演化的关键成分。大多数这些条带的精确载体仍然是未知的，并且在实验室中不能很好地再现。在这项工作中，我们展示了无序芳香族和脂肪族类似物的高能机械化学合成提供了星际相关的尘埃颗粒。碳基固体在氢气氛下的机械化学研磨产生的粒子与芳香族红外波段（AIB）发射的天体物理观测的光谱匹配。最能再现这些天文红外观测的类似物的H/C比在5 $\pm$ 2%的范围内。这个值远低于弥漫星际氢化无定形碳，另一个银河尘埃颗粒组分中观察到的吸收，它最有可能提供了一个约束的氢化程度最芳香碳尘埃颗粒载体。在AIB中观察到的7.4-8.3 $μ$ m范围内的宽带与氢含量相关，因此与所产生的类似物的结构演变相关。机械化学过程可以被看作是一个实验反应器，以刺激局部高能化学反应。它引入了键无序和氢化学附着在所产生的缺陷上，其效果类似于星际空间与固体的非常局部化的化学反应。从天体物理学的角度来看，这些实验室星际尘埃类似物将用于预测模拟星际条件下的尘埃颗粒演化，包括恶劣的辐射环境。这样的星际类似物提供了一个机会，以获得对其他恒星形成系统中物质循环的全球观点。
2020-04-06 astro-ph.GA
Where have all the interstellar silicon carbides gone?
富碳演化恒星中Si-C伸展的11.3微米发射特征的检测表明，碳化硅（SiC）尘埃颗粒在碳恒星的流出物中凝聚。SiC尘埃可能是星际尘埃的重要组成部分，因为人们普遍认为碳星将大量尘埃注入星际介质（ISM）。ISM中SiC尘埃的存在也得到了原始陨石中恒星起源的前太阳SiC颗粒的鉴定的支持。然而，在ISM中从未见过SiC的11.3微米吸收特征，并且经常调用SiC的氧化破坏。在这项工作中，我们定量探讨了星际SiC粉尘通过氧化的分子动力学模拟和密度泛函理论计算的基础上的破坏。我们发现，氧原子与SiC分子和团簇的反应是放热的，并且可能导致CO损失。尽管如此，即使这可以外推到块状SiC粉尘，SiC粉尘通过氧化的破坏速率仍然可能比（目前认为的）碳星的注入速率小得多。因此，ISM中SiC粉尘的11.3微米吸收特性的缺乏仍然是一个谜。一个可能的解决方案可能在于目前认为的SiC的恒星注入速率（可能被高估）和/或SiC尘埃的尺寸（实际上可能比亚微米小得多）。
2021-11-06 astro-ph.GA cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Interstellar Dust and Gas in the Heliosphere
进入日光层的星际尘埃和气体为我们提供了关于日光层和本地星际介质（LISM）的重要线索。我们从\emph{in situ}探测和吸收线数据得到的局部星际云（LIC）的图像提出了对云的起源和演化具有重要意义的问题。在地球上深海地壳和南极雪芯中发现的$^{60}$ Fe的新发现为超新星在形成LISM中的作用提供了证据。我们讨论了我们的模型的本地气泡内的LIC的演变和可能的解释超新星产生的尘埃的来源。
2020-07-14 astro-ph.GA
Aliphatic hydrocarbon content of the interstellar dust
在星际介质中，碳分布在气相和固相之间。然而，虽然大约一半的预期碳丰度可以在气相中解释，但星际尘埃中的含量存在相当大的不确定性。碳质粉尘的脂肪族组分特别令人感兴趣，因为当相对于背景辐射源观察时，它产生显著的3.4 $μ$ m吸收特征。3.4 $μ$ m吸收特征的光学深度与沿着视线的脂肪族碳C-H键的数目有关。如果已知星际尘埃中脂肪烃的吸收系数，则可以通过对3.4 $μ$ m星际吸收特征的定量分析来估计锁定在星际尘埃脂肪烃组分中的碳的柱密度。我们通过实验模拟星际/拱星条件产生了星际尘埃的实验室模拟物。这些尘埃类似物的光谱与天文观测结果非常吻合。结合FTIR和$^{13}$ C NMR谱测量了类似物中脂肪烃的吸收系数。发现两种星际类似物的吸收系数非常接近（4.76（8）$\times$ 10 $^{-18}$ cm group $^{-1}$和4.69（14）$\times$ 10 $^{-18}$ cm group $^{-1}$），不到使用小脂肪族分子研究中获得的吸收系数的一半。由此获得的结果允许直接校准天文观测，提供了对星际介质中脂肪碳数量的严格估计。
2020-02-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
Large Interstellar Polarisation Survey II. UV/optical study of cloud-to-cloud variations of dust in the diffuse ISM
众所周知，弥漫性星际介质的尘埃性质在大尺度上表现出对不同视线的变化。我们研究了小尺度和云与云之间沙尘特征的变化。我们使用低分辨率光谱偏振数据的背景下获得的大型星际偏振调查（LIPS）对59视线在南半球，我们适合这些数据使用的尘埃模型组成的硅酸盐和碳颗粒的大小从分子到亚微米域。大（> 6 nm）的长球形硅酸盐解释了观察到的偏振。对于32条视线，我们用UVES存档的高分辨率光谱补充了我们的数据集，这使我们能够建立单个云或多个云对单个视线的存在。我们发现这35条视线中的大多数与两个或更多的云相交，而其中8条视线由一个单一的吸收云主导。我们确认了几个消光和参数的Serkowski定律与尘埃参数之间的相关性，但我们也发现以前未检测到这些参数之间的相关性，这些参数仅在单云视线有效。我们发现，星际偏振从多云小于从单云视线，表明存在第二个或更多的云去极化传入的辐射。我们发现云与云之间的尘埃特征变化很大。然而，当我们在单云或多云视线中平均足够大数量的云时，我们总是得到相似的平均尘埃参数。典型的单云沙尘丰度为[C]/[H] = 92 ppm和[Si]/[H] = 20 ppm。
2017-11-23 astro-ph.GA
A nearby galaxy perspective on interstellar dust properties and their evolution
星际尘埃是星系的关键物理成分，它使恒星的形成变得模糊，调节气体的加热和冷却，并积累化学复杂性。在这篇手稿中，我对星际尘埃的性质和用于研究它的一些现代技术进行了广泛的回顾。我首先介绍了分子和固态物理学中的主要概念，这些概念是理解当代文献所必需的。然后，我回顾了我们目前使用的经验证据，以约束国家的最先进的尘埃模型。接下来是关于我们目前对邻近星系颗粒特性的理解的长时间讨论，重点是光谱能量分布建模的结果。下一章介绍了尘埃在所有尺度上的演化。我回顾了不同的微物理演化过程，以及它们在宇宙尘埃演化模型中的解释方式。我给出了我对不同金属丰度星系中星际尘埃起源的看法。最后一章是方法论。我介绍了贝叶斯方法，并将其与频率论技术进行了比较。我讨论了这两种方法的认识论后果，并说明为什么星际尘埃领域需要一个概率的观点。我总结了过去十年中取得的重大突破，并描绘了未来十年的一些前景。
2022-02-03 astro-ph.GA
Silicate Composition of the Interstellar Medium
在弥漫的星际介质和年轻恒星周围的原行星盘中硅酸盐尘埃的组成，使我们了解了尘埃颗粒的加工和演变，导致行星形成。对9.7μm特征的分析表明，小的无定形硅酸盐颗粒是星际尘埃的重要组成部分，也是原行星盘的主要组成部分。然而，这一特点通常是模拟假设橄榄石和辉石化学计量的无定形硅酸盐粉尘。在这里，我们分析星际尘埃的硅酸盐尘埃，包括非化学计量的无定形硅酸盐颗粒的模型。通过对天鹅座OB2 No. 12和蛇夫座Ophiuchi的视线进行光学深度建模，我们发现了星际无定形硅酸盐尘埃的证据，其化学计量介于橄榄石和辉石之间，我们简单地称之为“聚乙烯”。“最后，我们将这些结果与金牛座梯形和原行星盘的硅酸盐排放模型进行了比较。
2016-08-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Iron: A Key Element for Understanding the Origin and Evolution of Interstellar Dust
铁的起源和消耗不同于构成星际尘埃的所有其他丰富的难熔元素。铁主要在Ia型超新星（SNe Ia）和核心坍缩超新星（CCSN）中合成，并存在于AGB恒星的流出物中。只有后两者被观测到是星际尘埃的来源，因为对超新星Ia中尘埃的搜索提供了强有力的证据，证明它们的喷出物中没有任何明显的尘埃质量。因此，超过65%的铁以气态形式注入ISM中。然而，在ISM中沿着许多视线进行的紫外线和X射线观测表明，与预期的太阳丰度相比，铁在气相中严重耗尽。丢失的铁，占总量的90%左右，被认为被锁定在星际尘埃中。这表明，大部分缺失的铁必须通过冷吸积从ISM气体中沉淀到预先存在的硅酸盐，碳或复合颗粒上。因此，铁是唯一一种需要大部分生长发生在传统恒星凝聚源之外的元素。这是一个强有力的声明，不依赖于我们对ISM中粉尘破坏效率的不断发展的理解。将这些复合颗粒的物理、光学和化学性质与它们的许多观测表现结合起来，是理解星际尘埃的性质和起源的一个重大挑战。
2016-05-06 astro-ph.GA
Models of Diffuse Hα in the Interstellar Medium: The Relative Contributions from In Situ Ionisation and Dust Scattering
利用光电离和尘埃散射的三维蒙特卡罗辐射传输模型，我们探讨了在银河系和其他星系的星际介质中观察到的广泛扩散的H $α$发射的不同组成部分。我们调查的相对贡献的H $α$从电离气体和H $α$，起源于H{ \sc ii}地区附近的银河系中平面和散射的弥漫星际介质的高海拔尘埃的复合发射。对于辐射传输模拟，我们考虑两种几何形状的星际介质：一个三维分形几何，再现了银河系中的氢推断的平均密度结构，和密度结构从磁流体动力学模拟的超新星驱动的湍流星际介质。虽然一些视线接近H{ \sc ii}区域可以由散射光占主导地位，但总体而言，我们发现在我们的模拟中，总H $α$强度的不到$\sim 20\%$可以归因于尘埃散射。我们的研究结果的散射H $α$的相对贡献是一致的，与以前的观测和理论分析。我们还调查了尘埃散射和原位电离的高密度尘埃云的扩散气体的相对贡献。在这些部分电离云中的尘埃散射对H $α$的总强度贡献了$\sim 40\%$。
2014-11-21 astro-ph.GA
Dusting off the diffuse interstellar bands: DIBs and dust in extragalactic SDSS spectra
利用超过150万的河外光谱，我们研究了银河系中神秘的弥漫星际带（DIBs）的性质。这些数据为我们提供了一个前所未有的高银河系纬度和低尘埃柱密度的天空样本。我们提出了我们的方法，研究8个DIBs的等效宽度与尘埃消光和一些原子种类的相关性，以及四个DIBs - 5780.6A，5797.1A，6204.3A和6613.6A -在近15000平方度的分布。如前所述，DIBs的强度与灭绝相关，因此不可避免地相互关联。然而，我们表明，DIBs甚至可以存在于无尘区域。此外，我们发现，DIBs与灰尘的相关性在天空中变化显着。相对于灰尘的预期，DIB密度不足或过高，通常分布在数百平方度。这些补丁是不同的四个DIB，表明他们不太可能来自同一个载体，如前所述。
2014-12-01 astro-ph.GA
Interstellar dust production, destruction and effects of dust depletion in galaxies
INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文物理与空间科学观测站）
本文综述了尘埃颗粒如何影响星际化学丰度及调控星系尘埃预算的过程，探讨了尘埃在高红移系统中的作用，并指出未来需关注高红移尘埃预算和低金属licity系统的性质研究。
2026-07-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Detection of PAH Absorption and Determination of the Mid-Infrared Diffuse Interstellar Extinction Curve from the Sightline Toward Cyg OB2-12
朝向明亮的蓝色超巨星天鹅座OB 2 -12的视线被广泛用于研究星际尘埃，这是因为它的大消光（$A_V \simeq 10$等），而且这种消光似乎是由弥漫的星际介质的典型尘埃主导的。我们提出了一个新的分析档案ISO-SWS和斯皮策IRS观测天鹅座OB 2 -12使用的恒星和恒星风的排放模型，以确定总消光$A_λ$从2.4- 37 $μ$ m。除了突出的9.7和18 $μ$ m硅酸盐功能，我们稳健地检测与多环芳烃（PAH），包括第一次识别的7.7 $μ$ m功能的吸收吸收功能。发现3.3 $μ$ m芳族特征在吸收中比通常在发射中看到的宽得多。观测到3.4和6.85 $μ$ m的脂肪烃特征，其相对强度与在朝向银河系中心的视线上观测到的这些特征一致。我们确定和表征六十多个谱线在这个波长范围内，这可能是有用的约束模型的恒星和恒星风。基于这一分析，我们提出了一个消光曲线$A_λ/A_{2.2 μm}$，外推顺利确定平均银河系消光曲线在较短的波长和尘埃不透明度推断在较长的波长发射，提供了一个新的约束模型的星际尘埃中红外。
2020-02-06 astro-ph.GA
The physical and compositional properties of dust: what do we really know?
目前星际尘埃研究中的许多东西都被许多社区所理解。例如，人们普遍认为星际尘埃只由三种成分组成，即，天文硅酸盐，石墨和多环芳烃，我们对这些的理解现在是完整的，足以解释星系中尘埃的天文观测。对于零阶，这是合理的近似。然而，虽然这三个支柱的尘埃模型在过去几十年中对推进我们的理解是有用的，但现在很明显，它们不足以解释从一个区域到另一个区域观察到的尘埃性质的演变。因此，现在是时候放弃三大支柱的方法，并寻求物理上更现实的星际尘埃类似物。对从陨石、行星际尘埃颗粒和星尘任务中提取的太阳前颗粒的分析，以及对X射线散射和吸收观测结果的解释，都支持这样一种观点，即我们目前对星际尘埃成分的看法确实过于天真。这项检讨的目的，是指出我们现时的意见在哪些地方较为稳妥，而更重要的，是指出我们现时的意见在哪些地方并不稳妥，因此我们必须重新考虑我们的意见。为此目的，星际尘埃的10个方面将在当前的观测、实验、建模和理论约束条件下，根据其有效性进行仔细检查和重新评估。从这个分析中可以得出结论，我们确实需要重新评估许多与我们认为我们真正了解的星际尘埃有关的基本假设。特别是，很明显，解开自然尘埃在星际介质中的演化可能是显着推进我们目前对星际尘埃的理解的关键。...
2014-11-24 astro-ph.GA
Spatial distribution of interstellar dust in the Sun vicinity, comparison with neutral sodium-bearing gas
星际尘埃和气体的3D断层扫描在许多方面都很有用，从ISM本身的物理和化学演变到CMB的前景净化，或者对特定物体环境的各种研究。我们的目标是在250秒差距内提供更精确的星际尘埃和气体云距离信息。我们采用最好的校准方法，仔细筛选一组恒星Stromgren测光数据具有依巴谷视差和光谱类型分类的目标。我们结合了大约6,000颗恒星的星际距离和视差距离，建立了当地尘埃的3D断层扫描。我们使用的反演方法的基础上正则化贝叶斯方法和最小二乘准则。我们获得了3D地图的不透明度和距离的主要含尘云与250 pc。我们计算了太阳和立方体边界之间的综合消光，并与来自红外2D地图的总星系消光进行了比较。我们还比较了不透明度分布与星际中性钠的3D分布，这是由钠柱向大约1,700颗目标星的反转产生的。我们的地图显示，与南方相比，北方的高纬度尘埃不透明度更大，而气体地图没有显示出相同的不对称性，这表明在小距离处尘埃与气体比率的极性不对称性。
2010-02-24 astro-ph.GA
Modeling of subsurface ice mantle on interstellar dust grains with astrochemical code ALCHEMIC (research note)
星际间的冰是一层层的分子沉积在上面！Ne尘埃颗粒在黑暗和密集的分子云核心。在一些天体化学模型中考虑了地下冰，这些模型表明地下冰可能非常重要。这项工作的目的是介绍一个既定的地下冰的描述到国家的最先进的天体化学模型ALCHEMIC。该模型由海德堡天体化学小组开发。其结果是星际分子云研究的最新模型，可能应用于原行星盘。
2013-08-23 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Interstellar Line of Sight to the Interacting Galaxy NGC 5195
我们提出了中等高分辨率的阶梯观测NGC 5195的核心，该视线的样本干预与M51的外旋臂相关的星际物质。我们的光谱揭示了来自星际Na I，K I，Ca II和CH+的吸收，以及来自一些弥漫星际带（DIB）的吸收，其速度接近于M51在NGC 5195位置处的H I 21 cm发射所表现出的速度。根据银河系星际介质中视线的W（5780.5）和N（H I）之间的关系，由5780.5 DIB的等效宽度所暗示的H I柱密度与由积分H I发射得到的柱密度是一致的。根据观测到的K I柱密度，利用银河系中N（K I）和N（H2）之间的关系，预测的H2柱密度与N（H I）相当，这表明M51气体朝向NGC 5195的分子分数很高（约0.65）。平均而言，朝向NGC 5195的DIB比基于KI柱密度预期的弱约40%，进一步表明该方向的气体具有高分子含量。M51材料的特征还在于高的N（Na I）/N（Ca II）比（>11），指示高程度的Ca耗尽，以及高的W（5797.1）/W（5780.5）比（~1.6），指示非常弱的环境辐射场或显著屏蔽的环境。NGC 5195附近的M51物质的高N（CH+）/N（CH）比（>2.3）可能是M51与其伴星之间相互作用导致湍流增强的结果。
2015-01-14 astro-ph.GA
Interstellar Dust Grains: Ultraviolet and Mid-IR Extinction Curves
星际尘埃在塑造星际介质的详细结构方面起着核心作用，因此强烈影响恒星的形成和星系的演化。尘埃消光是我们理解星际尘埃的主要支柱之一，同时也是解释遥远天体（包括已解析和未解析星系）观测结果的限制因素之一。紫外（UV）和中红外（MIR）波长区域显示了尘埃、碳质和硅酸盐物质的主要成分的特征，因此为详细的消光曲线研究提供了最富有成效的途径。我们目前的灭绝曲线图强烈偏向于银河系附近的区域。在本星系群（主要是麦哲伦云）中测量到的少量紫外线消光曲线清楚地表明，尘埃性质的范围比从银河系局部区域的紫外线消光特征推断的范围要广得多。获得所有尘埃本星系群的UV和MIR消光测量的统计学显著样本将首次为了解各种环境中的尘埃颗粒提供基础。获得这样的观测结果需要敏感的中波紫外线、蓝光和中红外成像，以及后续的数千个源的R ~ 1000光谱。这样的普查将彻底改变我们对尘埃性质对当地环境的依赖性的理解，提供尘埃对观测的影响的经验描述以及对尘埃颗粒和演化模型的强约束。
2019-03-24 astro-ph.GA
A Principal component analysis of the diffuse interstellar bands
我们提出了一个主成分分析的视线参数（包括16个弥漫星际带，DIBs的强度）的一个精心挑选的样本代表了广泛的环境条件的单云视线。我们的分析表明，测量中的大多数（$\sim$ 93\%）变化可以仅通过四个参数来捕获。第一主成分）是视线中产生DIB的材料的量，该量通过$λ$ 5797 DIB的等效宽度非常好地追踪。第二个主成分是UV辐射量，其与$λ$ 5797/ $λ$ 5780 DIB强度比相关性良好。剩下的两个主成分更难解释，但可能与视线中灰尘的性质有关（例如，气尘比）。通过我们的PCA结果，DIB可以用于估计这些视线参数。
2017-01-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Fitting procedure for estimating interstellar extinction at high galactic latitudes
利用Gaia EDR3天体测量和RAVE巡天的测光分光数据，确定了选定的高纬度地区的星际消光。我们用余割定律在每个区域近似计算结果，从而导出不同视线的气压公式参数。在整个天空的参数的分布描述使用球谐函数。结果得到了不同视线和距离太阳时星际消光的数学描述，可用于星际消光的估算。
2021-10-28 astro-ph.GA
Interstellar Dust Transport Through the Heliosphere Including the Sector Region
Boston University（波士顿大学）；University of Michigan（密歇根大学）
研究通过日球层的星际尘埃传输，考虑扇形区域对尘埃密度分布的影响，发现扇形区域可使尘埃穿透更深入日球层，且对较大尘埃颗粒的浓度变化较小。
2026-04-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
High Radiation Pressure on Interstellar Dust Computed by Light-Scattering Simulation on Fluffy Agglomerates of Magnesium-silicate Grains with Metallic-iron Inclusions
最近的空间任务提供了关于星际颗粒的物理和化学性质的信息，例如作用在颗粒上的辐射压力与重力的比率$β$，以及颗粒的成分、结构和尺寸分布。对星尘号捕获并返回地球的星际颗粒轨道的数值模拟限制了星际起源的星尘号样品的$β$比。然而，最近对模型尘埃颗粒辐射压截面的精确计算在星际颗粒的$β$比方面给出了相互矛盾的说法。在毫微微千克范围内，所谓的“天文硅酸盐”模型尘埃颗粒的$β$比低于1，与星尘星际颗粒的$β\sim 1$相冲突。在这里，我解决这个难题，重新评估的$β$比例的星际颗粒的假设，即颗粒是聚集的颗粒，通过凝聚生长和组成的无定形MgSiO $_{3}$的夹杂物的金属铁。我的模型与围绕太阳的本地星际云中主要岩石形成元素的消耗和相关性以及星尘和卡西尼号任务中星际颗粒的矿物学鉴定完全一致。我发现，我的模型尘埃粒子满足的$β$比的约束条件，不仅来自星尘任务，而且还来自土星和卡西尼任务。我的研究结果表明，铁没有被纳入硅酸盐，而是以金属的形式存在，这与迄今为止大多数星际尘埃模型相反。
2017-04-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Hydrogen chloride in diffuse interstellar clouds along the line of sight to W31C (G10.6-0.4)
我们报告的氯化氢，HCl，在弥漫的分子云的视线对恒星形成区W31 C（G10.6-0.4）的检测。利用Herschel空间天文台远红外外差仪（HIFI）的1b接收器，观测到了两种稳定的HCl同位素H_（35）Cl和H_（37）Cl的J = 1-0线。HCl线被检测到的吸收，在很宽的速度范围内与扩散云沿视线到W31 C。对吸收强度的分析得出，总HCl柱密度为10^13 cm^-2，这意味着HCl占气相总氯的约0.6%，比理论模型预测值高出约6倍。这一结果与化学相关物质H2 Cl+和HCl+的结果相当，在同一视线上也报告了这些物质的大柱密度。模型和观测之间的差异的来源仍然是未知的，但是，这些含氯分子的检测，提供了扩散气体中的氯化学的关键约束。
2013-02-26 astro-ph.GA
Astro2020 Science White Paper: Probing the Structure of Interstellar Dust from Micron to Kpc Scales with X-ray Imaging
X射线机制在很大程度上是一种未充分利用的资源，用于限制星际尘埃颗粒模型，并提高我们对决定颗粒在其生命周期中如何演变的物理过程的理解。这主要是由于目前的探测器相对较低的灵敏度和高背景，限制了目标最明亮的来源。下一代X射线探测器灵敏度的提高将使我们能够以更高的角分辨率研究更微弱的源，从而在质量和数量上扩大我们的采样视线。
2019-05-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Interstellar extinction and polarization -- A spheroidal dust grain approach perspective
我们扩展和调查的球状模型的星际尘埃颗粒用于同时解释所观察到的星际消光和偏振曲线。我们比较了我们的模型与其他作者最近提出的类似模型，研究它的性质，并应用它来拟合归一化消光$A(λ)/A_{\rm V}$和偏振效率$P(λ)/A(λ)$在近红外到远紫外区域的几个恒星看到通过一个大的云。我们的结论是，模型参数$Ω$是视线和磁场方向之间的角度可以或多或少可靠地确定从理论和观测的比较。这为利用多波长光度和偏振观测研究星际磁场的空间结构开辟了一条道路。
2010-01-10 astro-ph.GA
Galactic dust evolution with rapid dust formation in the interstellar medium due to hypersonic turbulence
湍流可以通过分子的吸积来显著加速尘埃颗粒的生长。对于与气体动态耦合的尘埃，增长率与马赫数的平方成比例，这意味着增长时间尺度可以很容易地减少一个数量级以上。因此，限制时间尺度是分子云形成的速率，这意味着ISM中的尘埃产生可以迅速达到解释在高红移下观测到的尘埃质量所需的水平。因此，湍流可能是解决高红移星系尘埃演化模型中的补充问题的方法，并解释了在$z = 7 - 8$看到的尘埃质量。一个简单的分析银河尘埃演化模型，其中晶粒生长很好地补偿了预期的更高速率的尘埃破坏超新星冲击。与以前的同类模型相比，该模型更简单，依赖的假设更少，似乎更适合从观测中获得的数据。
2019-11-28 astro-ph.GA
The Widespread Presence of Nanometer-size Dust Grains in the Interstellar Medium of Galaxies
星际尘埃的大小分布范围很广，从几埃的超小颗粒到微米级的颗粒。虽然在银河系星际介质中存在纳米尺寸的尘埃颗粒是在60年前推测的，并且之前是基于早期的红外观测提出的，但一直缺乏对其在广泛环境中的特性的系统和直接分析。在这里，我们报告了纳米大小的尘埃颗粒的检测，这些尘埃颗粒似乎普遍存在于各种各样的天文环境中，从银河系的高纬度云到附近的恒星形成星系和核活动水平较低的星系。在斯皮策/IRS的数据中，这种颗粒群的普遍性最终被揭示为波长短于10μm的突出的中红外连续辐射，其特征是温度为~300- 400 K，明显高于典型银河系环境中常见的亚微米尺寸颗粒的平衡温度。我们提出，这种普遍存在的、无特征的热尘成分的最佳载体是非常小的碳质（例如，石墨）通过单光子吸收瞬时加热的纳米尺寸的颗粒。这些颗粒占5-3000μm红外辐射总量的1.4%，占星际尘埃总量的0.4%。
2018-09-18 astro-ph.GA
Dust/ice mixing in cold regions and solid-state water in the diffuse interstellar medium
在寒冷的宇宙环境中，冰是从硅酸盐尘埃中物理分离出来的，还是与单独的硅酸盐部分混合在一起，这一点还不得而知。然而，不同的晶粒模型给出了非常不同的晶粒组成和温度。本研究的目的是比较实验室硅酸盐颗粒/水冰混合物的中红外光谱与天文观测，以评估星际和星周环境中存在的尘埃/冰混合物。实验室的数据可以解释观测假设合理的质量平均温度的原恒星信封和原行星盘表明，相当大一部分的水冰可能与硅酸盐颗粒混合。基于实验室数据和红外观测的结合，我们提供了在弥漫的星际介质中存在固态水的证据。我们的研究结果对未来试图调查宇宙尘埃颗粒类似物的实验室研究以及未来试图确定不同天体物理环境中颗粒的结构，成分和温度的观测具有影响。
2020-08-25 astro-ph.GA
Modelling the spinning dust emission from dense interstellar clouds
多环芳烃的电偶极辐射常被用来解释反常的微波辐射现象。这种分配是基于所观察到的中红外发射的多环芳烃和AME之间的紧密相关性，以及旋转灰尘和宽带AME光谱模型之间的良好协议。到目前为止，AME经常在弥漫的星际介质中被大规模探测到，最近在普朗克数据的帮助下，在众所周知的稠密分子云中对AME进行了详细的研究。虽然人们对旋转尘埃排放的物理特性给予了很大的关注，但尚未详细考虑不同局部物理条件的影响。我们的目标是研究具有真实物理条件和辐射转移的星际云中出现的旋转尘埃辐射。我们使用Compiegne等人的DustEM代码来描述所有尘埃种群的灭绝和红外发射。如Silsbee等人所述，旋转粉尘排放是用SpDust获得的，我们将其与DustEM结合。我们进行了充分的辐射转移模拟，并仔细估计当地的气体状态作为星际云内的位置的函数。我们发现，旋转尘埃排放的主要离子的丰度是敏感的，我们提出了一个简单的计划来估计这些丰度。我们还研究了改变宇宙射线速率的影响。在稠密的介质中，辐射转移是强制性的，我们表明，旋转和中红外发射率的多环芳烃之间的关系不再是线性的，旋转的灰尘排放实际上可能是强大的云中心的中红外多环芳烃排放是弱的。这些结果提供了新的方法来跟踪从弥漫到稠密介质的晶粒生长，并将有助于在星际云尺度上的AME的分析。
2011-09-01 astro-ph.GA
Molecule-specific diffusion and desorption of interstellar ices on carbonaceous dust
National Central University（中央大学）；Max Planck Institute für Astronomie（马克斯·普朗克天文研究所）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
通过实验室研究发现，星际冰在碳质尘埃上的扩散与脱附具有分子特异性，尘埃-冰界面会影响冰的结构和脱附动力学，为天文观测和星际冰化学模型提供了新约束。
2026-08-13 astro-ph.GA
Dust-polarization maps for local interstellar turbulence
我们表明，在多相星际介质中的磁流体动力学湍流的模拟产生的$E/B$比率与最近的$Planck$测量广泛的协议，从银河系尘埃的偏振发射。此外，$B$模式的光谱显示的尺度依赖性，这是一致的尺度范围内解决的模拟观察。模拟提供了一个机会，以了解物理起源的$E/B$的比例，和一个起点，更精细的模型，银河系的排放使用的当前和未来的CMB实验。
2018-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust properties along anomalous extinction sightlines. II. Studying extinction curves with dust models
我们银河系中绝大多数的消光视线都遵循一个简单的关系，这个关系取决于一个参数，即总消光系数与选择性消光系数Rv。不同的Rv值能够在不同的环境中匹配整个消光曲线，从而表征正常的消光曲线。本文分析了60多条紫外线偏离最佳单参数曲线的曲线。这些曲线与灰尘模型相拟合，以揭示颗粒的性质，影响它们的过程及其与环境特征的关系。消光曲线模型估计以下最近的处方能够描述一个参数曲线的Rv值从3.1到5.5的粒度分布。这样的模型，在这里向下扩展到Rv=2.0，使我们能够比较我们的偏离曲线与自洽框架中的正常曲线相同的结果属性，从而克服建模的不确定性恢复相对趋势。这些曲线代表了迄今为止使用尘埃模型研究的更大且均匀的异常曲线样本。结果表明，紫外线偏差是由大量的小颗粒比预测的视线消光只取决于一个参数。此外，异常曲线的尘气比低于相同的值没有偏离视线。冲击和颗粒与颗粒的碰撞都应该破坏尘埃颗粒，从而减少被困在颗粒中的尘埃量，并改变尘埃的粒度分布，从而增加小颗粒与大颗粒的粒度比。因此，消光性能的推导应出现沿视线冲击和高速流扰动的物理状态的星际介质生活的尘埃属性上的签名。（节录本）
2010-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Organic matter in interstellar dust lost at the approach to the heliosphere: Exothermic chemical reactions of free radicals ignited by the Sun
目标。我们解决了在太阳系内测量时星际尘埃中缺失的有机物质的难题，同时无疑存在于围绕太阳系的本地星际云（LIC）中。方法.我们提出了一个理论上的论点，即有机化合物升华几乎瞬间通过放热反应，当太阳照射引发化合物中的自由基的重组或碳键的重排。结果事实证明，触发温度位于20 $-$-50 K的范围内，考虑到有机材料的升华发生在所谓的星际中性原子的过滤区域之外。我们发现，在太阳系中的LIC尘埃的原位测量结果在高估的LIC的气体与尘埃的质量比，除非考虑到有机材料的升华。我们还发现，以前的星际拾取离子的测量已经确定了气体和有机材料的总元素丰度，而不是单独的星际气体。结论.我们的结论是，LIC有机物质遭受升华途中日光层，这意味着我们的理解LIC灰尘从太空任务是不完整的。由于土星轨道内的太空任务无法提供任何关于LIC尘埃有机物质的信息，因此必须等待未来对奥尔特云内边缘的探索任务，以彻底了解LIC中的有机物质。一旦我们的星际有机物质通过自由基的放热化学反应升华的模型得到证实，来自弥漫的星际介质的胚种说的假设就被排除了。
2020-09-29 astro-ph.EP astro-ph.GA
Dark Dust and single-cloud sightlines in the ISM
在弥漫的星际介质中，云的精确特征和尘埃的性质只能通过检查罕见的单云视线情况来提取。在我们的命名法中，这样的物体被星际线识别，如K I，在$λ/Δλ\sim 75,000$的分辨率下显示一个占主导地位的多普勒分量，占观察到的柱密度的一半以上。我们寻找这样的视线使用高分辨率光谱对红OB星的远紫外消光曲线是已知的。我们编制了186个光谱的样本，其中100个是专门为这个项目与UVES。在我们的样本中，我们确定了65个单云视线，其中大约一半是以前未知的。我们使用目标的CH/CH $^+$线比来确定视线是由暖云还是冷云主导。我们发现，CN检测到所有冷（CH/CH $^+ >1$）云，但往往是缺席的暖云。我们检查了WISE（$3-22\, μ$ m），观察到我们视线周围的发射形态，并排除了所观察到的尘埃消光的星周性质。我们发现，大多数视线都被远离热源的冷云所控制。对于132颗恒星，我们导出了光谱类型和相应的光谱类型-光度距离。我们还应用了星际Ca II距离尺度，并将这两种距离估计与GAIA的距离进行了比较。这些距离估计值分散了40%。通过比较光谱类型的光度距离与GAIA，我们发现了一个隐藏的尘埃成分，相当于几个马格的消光八视线。这种黑暗尘埃由$\ge 1 μ$ m大颗粒组成，主要出现在寒冷的星际介质中。
2020-07-17 astro-ph.GA
Interstellar absorption and dust scattering
本文介绍了如何利用XMM-Newton和Chandra等天文台的X射线观测，通过光谱特征和散射晕成像研究星际介质的气体与尘埃性质，揭示元素丰度、耗损及尘埃分布。
2022-09-12 astro-ph.GA
Mapping Interstellar Dust with Gaussian Processes
星际尘埃几乎破坏了所有的恒星观测，对它的解释对于测量恒星的物理性质至关重要。我们将尘埃分布建模为具有高斯过程（GP）的空间变化的潜场，并开发了一种可扩展到数百万天文观测的可能性模型和推理方法。星际尘埃的建模因两个因素而变得复杂。第一是综合观察。数据来自地球上的一个有利位置，每个观测值都是沿着我们视线的未观测函数的积分，导致复杂的可能性和比经典GP推理更困难的推理问题。第二个复杂因素是规模;恒星目录有数百万的观测数据。为了解决这些挑战，我们开发ziggy，一个可扩展的方法，GP推理与综合观察的基础上随机变分推理。我们在合成数据和Ananke数据集上研究ziggy，Ananke数据集是一个拥有数百万颗恒星的银河系高保真机械模型。ziggy可靠地推断出具有经过良好校准的后验不确定性的空间尘埃图。
2022-02-14 astro-ph.GA stat.AP
Interstellar X-ray Absorption and Scattering
School of Mathematics and Physics, Anhui Jianzhu University（安徽建筑大学数学与物理学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Missouri（密苏里大学物理与天文学系）；Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）
本文改进了星际X射线吸收和散射数据，通过更新原子截面、星际丰度和尘埃物理模型，提高了数据准确性。
2026-05-09 astro-ph.GA
Parameterizing the interstellar dust temperature
星际尘埃粒子的温度对天文学家来说非常重要。由于气体-尘埃碰撞耦合，它在星际云热力学中起着至关重要的作用。它也是天体化学研究中的一个关键参数，决定了分子在尘埃上形成的速率。在3D（磁）流体动力学模拟中，由于计算限制，通常采用尘埃温度的简单表达式，而天体化学建模者倾向于在大范围的参数空间内保持尘埃温度恒定。我们的目的是提供一个易于使用的参数表达式的粉尘温度作为视觉消光（$A_{\rm V}$）的函数，并阐明粉尘温度对颗粒组成的关键依赖关系。我们得到了一个表达式的尘埃温度通过半解析求解尘埃热平衡不同类型的颗粒和比较收集最近的观测测量。我们还探讨了冰对尘埃温度的影响。我们的研究结果表明，一个混合的碳硅酸盐型尘埃与高的碳体积分数匹配的观测结果最好。我们发现，冰的形成使得尘埃在高光学深度（$A_{\rm V}> 20$等）的星际介质中的温度升高了15%。尘埃温度的参数表达式表示为$T_{\rm d} = \left[ 11 + 5.7\times \tanh\bigl( 0.61 - \log_{10}(A_{\rm V})\bigr) \right] \, χ_{\rm uv}^{1/5.9}$，其中$χ_{\rm uv}$是Draine（1978）UV场的单位
2017-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supernova induced processing of interstellar dust: impact of ISM gas density and gas turbulence
量化超新星对星际介质中尘埃的破坏效率对于理解星系尘埃演化至关重要。我们提出了三维流体动力学模拟的SN冲击波传播通过ISM。残骸的前向激波与周围ISM的相互作用导致ISM尘埃被激波加热的气体破坏。我们考虑了由于离子溅射、原子/分子吸积和颗粒-颗粒碰撞引起的尘埃加工。使用来自模拟时间序列的2D切片，我们使用Paperboats代码应用后处理计算。我们发现，粉尘破坏的效率强烈地依赖于由于颗粒颗粒碰撞的颗粒破碎率。当忽略颗粒之间的碰撞时，有效的粉尘破坏与以前的理论估计相似，但包括颗粒破碎在内，净破坏效率大约高出一个数量级。这一结果表明，ISM中的尘埃破坏率可能在以前的工作中被严重低估，这只会加剧在高红移星系中看到的尘埃预算危机。
2021-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Thermal and nonthermal dust sputtering in hydrodynamical simulations of the multiphase interstellar medium
我们使用三维流体动力学模拟研究了超新星（SN）冲击中星际尘埃通过溅射的破坏。一个新的数值框架，我们遵循溅射和尘埃动力学直接碰撞，等离子体阻力和电子感应加速器加速。不包括颗粒之间的碰撞，并且假设粒度分布是固定的。每个SN销毁的粉尘量是量化的环境密度和拟合公式的范围很广。集成的晶粒尺寸分布，非热（惯性）溅射占主导地位的热溅射典型的环境密度。我们提出的第一个模拟，明确遵循尘埃溅射在湍流多相星际介质。我们发现，尘埃破坏的时间尺度$τ$是0.35 Gyr的硅酸盐尘埃和0.44 Gyr的碳尘埃在太阳附近的条件。SN环境对$τ$有重要影响。在预先存在的气泡中发生的SNe破坏较少的灰尘，因为破坏受到冲击气体中灰尘数量的限制。这使得$τ$比基于单个SN爆炸结果的估计长约2.5倍。我们研究了尘气质量比（DGR）的演变，发现当尺度小于10 pc时，空间不均匀性为$\sim$ 14\%。它局部正相关的气体密度，但负相关的气体温度，即使在外部的气泡，由于不完全的气体混合。这导致填充暖气体的体积中的DGR比稠密云中的DGR低$\sim$ 30\%。
2019-05-29 astro-ph.GA
