وسط بين نجمي

في علم الفلك، الوسط بين النجمي هو المادة والإشعاع الموجودان في الفضاء بين الأنظمة النجمية في المجرة. تشمل هذه المادة الغازات الأيونية والذرية والجزيئية وكذلك الغبار والأشعة الكونية. يملأ هذا الوسط الفضاء بين النجمي ويمتزج بسلاسة في الفضاء المحيط بالمجرات. تُسمى الطاقة التي توجد في الفضاء نفسه، على شكل إشعاع كهرومغناطيسي، بمجال الإشعاع بين النجمي. يتكون الوسط بين النجمي من مراحل متعددة اعتمادًا على طبيعة المادة سواء كانت أيونية أو ذرية أو جزيئية ودرجة حرارة وكثافة المادة. يتكون الوسط بين النجمي بشكل أساسي من الهيدروجين، يليه الهيليوم وكميات ضئيلة من الكربون والأكسجين والنيتروجين مقارنةً بالهيدروجين. تكون الضغوط الحرارية لهذه المراحل في حالة توازن تقريبي مع بعضها البعض. توفر المجالات المغناطيسية والحركات المضطربة ضغطًا إضافيًا في الوسط بين نجمي. وعادةً ما تكون أكثر أهميةً من الضغط الحراري من الناحية الديناميكية. في جميع المراحل، فإن كثافة الوسط النجمي منخفضة للغاية وفقًا للمعايير الأرضية. في المناطق الباردة والكثيفة في الوسط البين نجمي، توجد المادة في المقام الأول في شكل جزيئي أو ذري، وقد تصل كثافتها إلى مليون جزيء أو ذرة لكل سنتيمتر مكعب. في المناطق الحارة والمنتشرة في الوسط البين نجمي تكون المادة متأينةً بشكل أساسي، وقد تنخفض الكثافة لتصل إلى 10-4­ أيون أو ذرة لكل سنتيمتر مكعب. هذه القيم منخفضة للغاية مقارنةً بقيمة كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر، التي تصل إلى 1019 جزيء لكل سنتيمتر مكعب؛ ومقارنة بكثافة أجهزة الفراغ العالي في المختبرات فهي تصل إلى 1010 جزيء لكل سنتيمتر مكعب. يشكل الغاز بجميع أشكاله 99% من كتلة الوسط بين نجمي، بينما يشكل الغبار 1% من الكتلة. كما يشكل الهيدروجين 91% من الذرات في غاز الوسط غير نجمي، بينما يشكل الهيليوم 0.1% من الغاز، وتشكل الفلزات الأثقل من الهيدروجين والهيليوم 0.1% من الغاز. يشكل الهيدروجين 70% من الكتلة ، بينما يشكل الهيليوم والعناصر الأثقل 28% و 1.5% من الكتلة على التوالي. نتج الهيدروجين والهيليوم في المقام الأول بفعل التكون النووي الأولي خلال الانفجار العظيم ، في حين أن تشكلت العناصر الأثقل في الوسط بين نجمي في الغالب بفعل عملية التطور النجمي. يلعب الوسط بين نجمي دورًا مهمًا في الفيزياء الفلكية على وجه التحديد بسبب دوره الوسيط بين المقاييس النجمية والمجرية. تتشكل النجوم داخل المناطق الأكثر كثافة في الوسط بين نجمي، والتي تساهم في النهاية في تشكل السحب الجزيئية وتزويد آي إس إم بالمادة والطاقة من خلال السدم الكوكبية والرياح النجمية والمستعرات العظمى. يساعد هذا التفاعل بين النجوم والوسط بين نجمي في تحديد معدل استنفاذ الغاز في المجرات، وبالتالي تحديد مدة تشكل النجوم فيها. وصلت مركبة فوياجر 1 الفضائية إلى الوسط بين نجمي (آي إس إم) في 25 أغسطس 2012، ما يجعلها أول جسم اصطناعي أرضي يخرج من المجموعة الشمسية. ستتم دراسة البلازما والغبار بين النجمي حتى الموعد المتوقع لانتهاء المهمة في عام 2025. وصلت مركبة فوياجر 2 إلى آي إس إم في 5 نوفمبر 2018.