科学|万物始于星际，包容一切的星际介质到底是什么？说说星空的故事
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这样的夜空 ， 看上去如此拥挤 ， 实际上却是空空如也 。
我们能看见的每颗星 ， 几乎都相差无垠的时空 。 它们之间 ， 比地球上任何实验室里的真空更空 。 然而 ， 它们依然被一些气体和尘埃联系着 。 这些溢满星际空间 ， 似有似无的物质 ， 被称为星际介质(ISM) 。
是孕育恒星的羊水 ， 也是晕染星空的彩墨 。
就银河系而言 ， 它们至少占据银河系可见质量的10%至15% ， 99%都是气体 ， 仅1%是尘埃 。 在星光的刺激下 ， 它们会映出或红、或蓝的色彩 ， 或在我们难以想象的距离叠加下 ， 留下一抹暗影 。
这些毫无存在感的星际介质 ， 却是我们绘制星系结构的重要观测对象 。 没有星际介质的渲染 ， 星空也不会那样的绚丽 ， 多彩 。
星际介质到底是什么？如何才能看见这些看似透明的存在？它与宇宙又是怎样一种关系？
星海蒙尘慧眼难辨
尘埃 ， 仅占星际介质的1% ， 却能给星辰笼上一层看不透的薄雾 。
由薄的、高度扁平的石墨片、针状物、硅酸盐、铁、冰构成的小颗粒尘埃 ， 可以形成于红巨星的外层 ， 分散在红色巨风和行星状星云中 。
每一片尘埃的大小大约等于或小于蓝光的波长 。
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从视线方向看去 ， 尘埃可能聚集在一起形成尘埃云 。 当足够厚时 ， 这些云甚至可以完全阻挡想要穿过的星光 。
根据光线颜色和尘埃云的厚度 ， 光线也会只被部分散射 。 由于波长短的蓝光更易被散射 ， 因此当我们通过尘埃云直接观察光源时 ， 会发现它看起来比预期更红 ， 我们称之为星际红化 。
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这与“天空湛蓝 ， 夕阳如血”的原因几乎一样 。
地球上的空气分子比尘埃小得多 ， 也更容易散射蓝光 。 因此 ， 当你以与太阳不同的方向看天空时 ， 由于蓝光比红光散射得多 ， 所以天空总是蓝色的 。
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然而当夕阳西下 ， 你透过大气直视日落时 ， 蓝光、绿光 ， 以及一些黄光已经从我们直视的方向上散射开了 ， 只有能穿透空气的红色或橙色的长波才能到达你的眼睛 。
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总之 ， 尘埃使蓝光散射 ， 红光透射 ， 而且星际介质还会使所有穿过的光稍微变暗 ， 产生消光的效果 。
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尘埃的消光效果最明显 ， 而银河系的盘面存在大量的尘埃 ， 所以在可见波段上 ， 我们大约只能看见6000光年的距离 。
我们可以通过各种消光现象 ， 来发现星际尘埃的分布 。 然而剩下99%的气体 ， 我们又能通过什么方法看见它们呢？
要认清它们 ， 首先你得知道氢气的几种不同状态 ， 因为大多星际介质都是由氢元素构成的 。
与炽热恒星相伴的离子氢
作为宇宙中最简单的原子 ， 氢原子由一个质子和一个电子组成 。
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恒星光谱分类的视觉色彩变化
当一个区域内一颗新的O型或B型恒星诞生时 ， 其可达10000K的表面高温将辐射出大量高能紫外线 ， 使周围的氢发生电离（丢掉一个电子） ， 形成一个向外扩散的电离氢球体 。 当电离氢以高能状态再与自由电子重新结合时 ， 会发射出一种红色的萤光 。
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