มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างก๊าซกับฝุ่นหรือไม่? ในสภาพแวดล้อมของโลกสิ่งส่วนใหญ่จะกลายเป็นก๊าซถ้าถูกความร้อนเพียงพอ อุณหภูมิของดวงดาวกลางดูเหมือนว่าช่วงส่วนใหญ่ระหว่าง 10 และ 10 000 เคลวิน ก๊าซ / ฝุ่นนั้นเป็นแบบอะนาล็อกสำหรับร้อน / เย็นหรือไม่หรือแผนภาพไดอะแกรมขององค์ประกอบที่มีปัญหานั้นสำคัญเกินไปหรือไม่? โลหะและโมเลกุลสามารถเป็นก๊าซในแง่ดาราศาสตร์ได้หรือไม่?
คำตอบ:
ใช่โลหะและองค์ประกอบอื่น ๆ และโมเลกุลสามารถอยู่ในรูปของก๊าซภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของอุณหภูมิและความดัน A "ก๊าซ" เป็นเพียงหนึ่งในรัฐพื้นฐานของเรื่องในขณะที่เป็นของแข็ง , ของเหลวหรือก๊าซ (และไม่กี่รัฐอื่น ๆ ที่อยู่นอกขอบเขตของคำถามนี้) แต่เป็นก๊าซสารเหล่านี้มีอยู่ของทั้งแต่ละอะตอมแต่ละโมเลกุลธาตุหรือแต่ละโมเลกุลของสารประกอบของอะตอมหลาย (เช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์)
ในทางกลับกันฝุ่นประกอบด้วยอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กที่ผ่านการยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งเพื่อสร้างสารเช่นน้ำแข็งซิลิเกตและสารประกอบคาร์บอนที่ลอยอยู่รอบ ๆ ในความหนาแน่นที่แตกต่างกันระหว่างดวงดาวและกาแลกซี่ เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้ยังคงมีขนาดเล็กมาก (โดยทั่วไปจะเป็นเศษส่วนของไมครอน) จึงสามารถปรากฏเป็นก๊าซได้ แต่วัตถุรูปทรงเล็ก ๆ เหล่านี้ยังคงมีอยู่เป็นเอกเทศในสถานะของแข็งหรือของเหลว
ในทางดาราศาสตร์ไม่มีคำจำกัดความที่เป็นทางการของธรณีประตูระหว่างก๊าซกับฝุ่น แก๊สสามารถเป็นแบบโมโนอะตอมมิกไดอะตอมมิกหรือโมเลกุล (หรือจากโฟตอนโดยหลักการ) โมเลกุลอาจมีขนาดใหญ่มากและโดยหลักการแล้วอนุภาคฝุ่นเป็นเพียงโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่มาก ฉันเคยเห็นผู้เขียนหลายคนใช้คำจำกัดความที่หลากหลายตั้งแต่ถึง∼ 1,000อะตอม
นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่าไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโมเลกุลและฝุ่นละออง พวกเขามีคุณสมบัติที่แตกต่างกันมาก แต่การเปลี่ยนแปลงระหว่างพวกเขาไม่ได้กำหนดไว้อย่างสมบูรณ์
เพิ่ม 13.6.2018: ขณะนี้ฉันกำลังเข้าร่วมการประชุมเรื่องฝุ่นจักรวาลและนักดาราศาสตร์ 200 คนไม่สามารถตอบคำถามเกี่ยวกับเกณฑ์ระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่และเม็ดฝุ่นขนาดเล็ก วิธีหนึ่งในการกำหนดความแตกต่างคือการดูที่เส้นสเปกตรัมที่เกี่ยวข้อง: โมเลกุลปล่อย / ดูดซับและความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงในขณะที่ฝุ่นสามารถปล่อย / ดูดซับในพื้นที่ที่กว้างขึ้น แต่มีจำนวนอะตอมไม่มากนักเช่น fullerene C 540เป็นโมเลกุลของคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่มาก แต่ถ้าคุณสับอะตอม 540 C ของมันให้กลายเป็นคาร์บอนอสัณฐานก็ถือว่าเป็นฝุ่นละออง
แก๊สโมเลกุลและฝุ่นสามารถเป็นร้อนหรือเย็น แต่ถ้ามันร้อนเกินไปอนุภาคขนาดใหญ่จะถูกทำลายในการชน ดังนั้นในขณะที่เมฆโมเลกุลโดยทั่วไปจะเย็นมากและประกอบด้วยทั้งก๊าซและฝุ่นละอองฝุ่นมีแนวโน้มที่จะถูกทำลาย (แม้ว่าจะไม่สมบูรณ์) ในภูมิภาครอบดาวฤกษ์ร้อนผ่านการชนกับธัญพืชอื่น ๆ , สปัตเตอร์เนื่องจากชนกับไอออนระเหิดหรือการระเหยหรือแม้กระทั่งการระเบิดเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลต (ดูเช่นกรีนเบิร์ก 1976)
เพื่อที่จะตอบคำถามสุดท้ายของคุณผมยังไม่เคยได้ยินคำว่า "ก๊าซ" ใช้สำหรับอนุภาคฝุ่น แต่โลหะ†และโมเลกุลทั้งสองจะสามารถเรียกว่าก๊าซ เช่นM g
ฉันอาจเพิ่มคำตอบที่ยอดเยี่ยมของโรเบิร์ตที่อนุภาคฝุ่นระหว่างดวงดาวเหมือนควันบุหรี่ในอากาศแขวนในก๊าซระหว่างดวงดาวและโต้ตอบกับมันทั้งสองจลนศาสตร์ (ถูกลากไปตามขนาดอนุภาค) และพลังงาน (แลกเปลี่ยน) ความร้อนซึ่งอาจส่งผลในการระบายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญของก๊าซ) อนุภาคฝุ่นยังมีปฏิสัมพันธ์กับรังสี (ดาวฤกษ์) และสามารถระเหยได้เนื่องจากการแผ่รังสีพลังงานสูง แต่ยังสามารถเติบโตได้โดยการควบแน่นจากก๊าซโดยรอบ
วัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีขนาดใหญ่กว่าทั้งหมด (ดาวเคราะห์ดาวเคราะห์น้อย ฯลฯ แต่ไม่ใช่เศษซากดาว) ก่อตัวขึ้นจากฝุ่นซึ่งก่อตัวขึ้นจากองค์ประกอบที่หนักกว่าในก๊าซระหว่างดวงดาว
สำหรับจุดประสงค์ทางดาราศาสตร์หลาย ๆ แห่งฝุ่นนั้นน่ารำคาญเพราะมันปิดกั้นแสงโดยเฉพาะความยาวของคลื่นที่สั้นกว่า ( ทำให้แสงของดวงดาวมืดลงและทำให้แสงมืดลง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระนาบกลางทางช้างเผือก ด้วยเหตุนี้ศูนย์กาแล็กซี่ซึ่งเป็นสถานที่ที่น่าสนใจทางดาราศาสตร์ก็ยังมองไม่เห็นและสามารถศึกษาได้โดยการสังเกตความยาวของคลื่นอื่นที่ไม่ใช่แสงที่มองเห็นโดยเฉพาะอินฟราเรดซึ่งแทบไม่ได้รับผลกระทบจากการดูดซับฝุ่น