天体物理环境中的硅酸盐尘粒

硅酸盐尘粒是宇宙尘埃的主要成分之一,它广泛存在于许多天体物理环境中,其特性随环境而变化。由于近年来观测数据的不断增加和红外光谱质量的逐步提高,宇宙空间中的硅酸盐尘粒正受到越来越多的关注．该文详细地介绍了在各种天体环境(星际空间、演化晚期恒星的星周尘埃包层、绕年轻恒星和主序星的星周尘埃盘、彗星的彗发和行星际空间)中的硅酸盐尘粒的观测特征,并分别对其物理和化学性质进行了综合比较．观测已经证实在星际尘埃演化的前身(演化晚期恒星的星周尘埃包层)和其遗迹(彗星)均有可观数量的结晶硅酸盐存在。但是至今还没有在其中间态(弥散星际介质)找到结晶硅酸盐存在的证据。这一尚未解决的难题突出了结晶态硅酸盐在天体物理研究中的重要意义。

星际碳化硅SiC尘埃

碳化硅(SiC)尘粒是宇宙尘埃的重要成分之一,亚微米尺寸的SiC颗粒在11.3μm波长附近有非常显著的晶格振动带.早在20世纪60年代,Friedemann等人就预言了SiC尘粒可以冷凝在富碳恒星的质量流失喷出物中.随后,通过11.3μm的光谱特征,在碳星的星周包层检测到了SiC尘埃.另外,通过原始陨石中同位素异常发现前太阳(Presolar)SiC尘粒最终确立了SiC在星际介质中的存在.然而,令人困惑的是,在星际空间中并未观测到SiC的11.3μm吸收特征.本文主要介绍SiC的光学性质、SiC在天体环境中的观测特征,从而推断SiC在星际空间的丰度上限,并对其在星际空间中的演化进行理论分析.

星际碳纳米管的吸收光谱

近年来,石墨烯C_(24)在星际空间中通过其红外振动光谱而得以证认.因为石墨烯片卷曲可能形成碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT),搜寻星际碳纳米管成为空间紫外和红外望远镜的重要关注点.本文采用离散偶极子近似方法计算最小的CNT—(5,0)CNT—在紫外、可见光和近红外波长范围内的吸收光谱.结果显示有四个比较明显的特征峰,它们的波长分别为∼0.3,∼0.5,∼0.9和∼2.9μm.随着CNT的增长,峰值吸收光谱的波长向红端移动.当管长达到23个或更多碳原子后,∼2.9μm特征峰变得异常的强.计算表明,为确保计算精度,偶极子数目应不少于C–C键数的10倍.