Resum astrofísica

Bloc 1. Formació estel·lar

El medi interestel·lar

Conceptes

• ISM: Interstellar medium - medi interestel·lar
  • Hi ha pols, gas, ions/àtoms/molècules o electrons lliures que imposen condicions a la transferència radiativa/termodinàmica del medi.
• IGM: Intergalactic medium - medi intergalàctic
• ICM: Intracluster medium
  • Hi ha filaments causats per l'energia fosca.

• Estels neixen de gas i pols. Tenen un cicle de vida (material es torna a l'ISM).
• Primera població d'estrelles: població III (baixa metal·licitat, molt massives).
• Límit d'homogeneïtat de l'univers: 50-150 megapàrsecs.

Components del medi interestel·lar

• Hidrogen: 70% (H I, H II, H₂).
• Heli: 28%
• 2% restant: carboni, silici, ...

Major part de l'H difós a l'ISM: núvols d'hidrogen neutre H I (orbitals més baixos). No produeix línies d'emissió de transicions electròniques, es detecta a través de línies d'absorció UV si dona la casualitat que les atravesa.

Per detectar H neutre: emissió ràdio quan es canvia l'espí de l'electró r/ el protó (antialineament <-> alineament). $\lambda = 21.1 \text{ cm}$. Es dona moooolt infreqüentment.

$$m_\lambda = M_\lambda + 5 \log_{10}d - 5 + A_\lambda.$$

Assumint homogeneitat en la columna d'un núvol de pols: $\tau_\lambda = \sigma_\lambda N_d$, on $N_d$ és la columna de densitat de pols i $\sigma_\tau$ la secció eficaç (per ex: Gustav Mie va prendre $\sigma_d = \pi a^2$, la secc. transversal d'un àtom esfèric).

Coeficient d'extinció: [math]\displaystyle{ Q_\lambda := \sigma_\lambda / \sigma_g }[/math].

Límits fenomenològics (Mie): $$\sigma_\lambda = \begin{cases} a^3/\lambda & (\lambda > a), \\ a^2 & (\lambda \ll a) \end{cases}$$

$A_\lambda$ depèn de $\lambda \implies$ longituds d'ona llargues (vermell) es dispersaran més que les curtes (blau). Per tant els objectes es veuran més vermells a través d'un núvol. Per contra, si observem en la direcció en què es dispersa més el blau, veurem més blau.

Aproximacions de Mie funcionen bé per longituds d'ona relativament grans. Energies més altes hi ha desviacions: grafits, hidrocarburs policíclics (molècules complexes orgàniques), silicats.