Les poussières interstellaires Chapitre 4

Les poussières
interstellaires
Chapitre 4
En plus du gaz ionisé, atomique et moléculaire, le milieu
interstellaire contient des particules plus grosses (de l’ordre du
nanomètre au micron); ce sont les grains de poussière
interstellaire. Ces particules se forment dans les atmosphères
des étoiles froides (géantes, supergéantes), dans les novae et
supernovae et même dans les atmosphères de certaines étoiles
massives (dont l’atmosphère est riche en carbone). Elles ne
constituent qu’1/100 de la masse de la Galaxie mais elles sont
d’une importance capitale.

Chapitre 4 -- Importance de la poussière
Les poussières absorbent et diffusent la
lumière provenant des étoiles. Comme
ce sont des particules d’assez grande
taille, la diffusion est sélective en longueur
d’onde. En conséquence, les nébuleuses
par réflexion, illuminée par une étoile
voisine, sont plutôt bleue.
Les poussières ayant absorbées la
radiation, sont chauffées et réémettent la
radiation à des longueurs d’onde plus
longues (infrarouge moyen et lointain).

Chapitre 4 -- Importance de la poussière
Leur surface peut servir de laboratoire pour
former des molécules telle le H2qui ne
peuvent pas se former en phase gazeuse.
L’effet photoélectrique à la surface des
grains par l’absorption de radiation
ultraviolette est une source d’électrons dans
le milieu interstellaire. Ces électrons
constituent une source de chauffage du gaz.
La libération d’éléments lourds lors de
collision entre grains et ions dans les chocs
est à l’origine d’une partie des rayons
cosmiques lorsque ces éléments lourds sont
accélérés à leur tour.

Chapitre 4.1 –Rougissement et extinction IS
4.1 Rougissement et extinction interstellaire
L’extinction interstellaire, notée A
l
, est causée par l’absorption et la
diffusion de la radiation par des grains de poussière. Elle s’écrit comme suit
et est relié à l’équation de transfert :
Ici la profondeur optique est tl =0.921A
l
et peut aussi s’exprimer comme :
où s
e est la section efficace pour l'extinction, donnée par
s
e=Qepa2 et Qeest
l'efficacité du diffuseur de rayon a.
tl n s
e ds

Chapitre 4.1 –Rougissement et extinction IS
Donc, , où on a posé et supposé
que tous les grains sont des sphères de rayons a. Ngest la densité de colonne
des grains, l’intégrale de la densité sur la ligne de visée de l'observateur à l'étoile.
La lumière le long de la ligne de visée sera réduite d'un facteur :
Le changement de magnitude de l'objet le long de la ligne de visée, D m=A
l
, est:
De D mon peut obtenir le rayon des grains si Qeet Ngsont connus. Plus
précisément, la courbe d'extinction contient de l'information sur la taille des
grains qui sont responsables de l'absorption et de la diffusion.
Ngn ds