תווך בין-כוכבי

תווך בין-כוכבי (באנגלית: Interstellar medium או ISM) הוא גז ואבק שנמצא בחלל הבין-כוכבי בתוך הגלקסיות. הכוונה לחומר מפוזר שאינו מרכיב את הכוכבים, כוכבי הלכת, הירחים ושאר הגופים שגודלם אינו מיקרוסקופי.

החומר הבין-כוכבי מצוי במעין עננים שגודלם פרסקים ספורים, ומכילים תערובת דלילה של אטומים, יונים, מולקולות, גרגירי אבק וקרינה קוסמית. החומר מורכב מ-99% גז ומ-1% אבק, לפי התפלגות מסה. ריכוזו הוא בתחום שבין אלפים מעטים למאות בודדות של מיליוני חלקיקים למטר מעוקב. מכיוון שמקורו של רוב הגז בנוקליאוסינתזה שהתרחשה מעט לאחר המפץ הגדול, הגז מורכב מכ-90% מימן ומכ-10% הליום, ומכמויות שיוריות של יסודות כבדים יותר (במינוח המקובל באסטרונומיה - מתכות).

לעיתים שוררים באזור בו נמצא החומר הבין-כוכבי שדות מגנטיים חזקים כתוצאה מתהליכים המתרחשים שם או מחלקיקים העוברים דרכו. קרינה אלקטרומגנטית שמצויה שם קרויה שדה הקרינה הבין-כוכבי (interstellar radiation field).

לחומר הבין-כוכבי חשיבות רבה באסטרופיזיקה, בעיקר בגלל פיזורו הרחב בגלקסיה. כוכבים נוצרים בתוך האזורים הצפופים ביותר של החומר הבין-כוכבי, בעננים מולקולריים, ומשנוצרים הם מזינים מחדש את החומר הבין-כוכבי בחומר ואנרגיה שמקורם בערפיליות פלנטריות, ברוחות סולריות מכוכבים ובסופרנובות. מדידת נתונים על משחק-גומלין זה בין כוכבים ובין החומר הבין-כוכבי עוזרת לקבוע את הקצב בו גלקסיה מכלה את תכולתה הגזית, ובכך לקבוע גם את משך הזמן בו נוצרים עדיין כוכבים בתחומה.

אבק בין-כוכבי

האבק הבין כוכבי מורכב בעיקר מהיסודות צורן ופחמן. יסודות אלה נוצרים בענקים אדומים, נובות וסופר-נובות, ונפלטים לתווך הבין-כוכבי. בתווך הבין-כוכבי האבק לא נמצא בשיווי משקל תרמי עם הגז. בדרך כלל הטמפרטורה של האבק נמוכה מזו של הגז סביבו, בשל יכולתו של האבק לפלוט קרינה באורכי גל ארוכים וכך להתקרר. בתנאים מסוימים, פני השטח של האבק סופחים אליהם גז ומתרחשות עליהם תגובות כימיות של פני שטח. התהליך הבולט ביותר שמתרחש על פני גרגרי האבק הוא היווצרותו של מימן מולקולרי מאטומי מימן ספוחים. למולקולה זו תפקיד חשוב בתהליכים אסטרופיזיקליים רבים, ביניהם היווצרות כוכבים חדשים.