Gas antar bintang memancar dalam banyak cara, seringkali merupakan karakteristik dari sifat-sifat fisis yang berbeda, dan menghasilkan kegunaan dan derajat kegunaan yang berbeda dalam pemetaan materi antar bintang di Galaksi kita. Daerah HII tidak banyak menceritakan distribusi umum dari gas tersebut namun sangat berguna untuk menentukan lokasi daerah-daerah pembentukan bintang. Mereka juga penjejak lengan spiral yang baik. Daerah HII yang tampak secara optik memiliki keuntungan di atas pemancar antar bintang lainnya karena jaraknya dapat dihitung tanpa keraguan, dari pengamatan bintang yang mengeksitasinya. Magnitudo absolut dari bintang ini dapat ditentukan secara spektroskopik, dan absorpsi antar bintang dapat ditentukan dari pemerahan yang teramati, sehingga jarak dapat dihitung dengan mudah. Kelemahan metode ini adalah, absorpsi antar bintang justru membatasi pengamatan daerah HII yang dekat dalam skala Galaktik.
Garis radio dari molekul CO dapat digunakan untuk mengidentifikasi GMC di seluruh Galaksi. Karena GMC cenderung merupakan region pembentukan bintang, teknik yang baik adalah dengan mencari emisi hidrogen pada daerah inframerah, dicari hanya pada region di mana emisi CO memberikan tandatandanya. Pada bagian terdalam Bima Sakti, terlebih lagi, region HII sangat berlimpah sehingga dapat ditemukan melalui pancaran rekombinasi dalam daerah radio.
Garis Hidrogen 21 cm merupakan sentral dari pengamatan materi antar bintang. Kita mengamatinya sebagai emisi spontan saat atom hidrogen jatuh dari keadaan hiperhalus teratas menuju keadaan terbawah dalam tingkat energi dasarnya. Karakteristik terpenting dari garis ini adalah kemungkin transisinya yang sangat rendah, yang berkorespondensi pada kala hidup 10 7 pada keadaan teratasnya. Ini menjamin adanya absorpsi yang lemah, sehingga hidrogen transparan terhadap radiasinya.
Sebagai pertimbangan tambahan, 90% dari atom antar bintang adalah hidrogen, dan pada daerah yang tidak terionisasi hidrogen tersebut berada pada keadaan dasarnya. Keadaan teratas dipopulasi oleh tumbukan dan faktor Boltzmann-nya hampir mendekati 1. Berat statistiknya menjamin bahwa pada setiap saat 75% dari hidrogen dipastikan memancarkan foton 21 cm dan faktor kegagalan hanyalah probabilitas transisi yang rendah. Dan terakhir, rotasi Galaksi memungkinkan kita, pada sebagian besar arah, untuk membedakan hidrogen pada jarak yang besar.
Pancaran radio dari hidrogen juga terdeteksi melalui region HII . Radiasi ini muncul dari transisi rekombinasi pada level sangat tinggi di mana lompatan kecil energi membawa pada bagian spektrum radio. Garis ini tak dapat diamati pada laboratorium, hanya ruang antarbintang berkerapatan rendah yang memungkinkan atom hidrogen tetap memegang satu elektron hingga tingkat sejauh itu tanpa adanya campur tangan dari atom tetangga. Untungnya, semua yang perlu kita ketahui dari sifat-sifat transisi ini dapat dihitung karena hidrogen sebagai sistem dua benda adalah atom unik yang memiliki solusi mekanika kuantum yang lengkap. Rekombinasi garis dari elemen-elemen yang lebih berat dapat dihitung pula, karena inti yang dikelilingi oleh (Z-1) elektron—di mana Z adalah besarnya muatan inti— sangat persis dengan inti hidrogen.
Selama beberapa tahun garis rekombinasi radio memberikan survey terbaik pada daerah HII yang jauh. Garis rekombinasi juga menyumbangkan informasi penting tentang studi gradien kelimpahan kimia di Galaksi. Kelimpahan ini juga datang dari pengamatan optik dari garis emisi pada region HII, namun kuat garis yang diturunkan dari pengamatan ini sangat sensitif pada nilai temperatur elektron yang sangat sulit dihitung melalui pengamatan optis. Temperatur elektron dapat diturunkan melalui pengamatan garis rekombinasi. Gradien kelimpahan yang dihitung dengan cara ini sesuai dengan, dan telah
memperluas, hasil yang diperoleh melalui pengamatan optik.
Munculnya gelombang milimeter menambah penjejak baru yang penting dalam studi struktur Galaksi: Molekul CO. Sangat mudah diamati dan berlimpah pada GMC. Garis teramati adalah transisi rotasional pada 1.3 dan 2.6 mm. Keuntungan lain lain adalah panjang gelombangnya yang pendek sehingga ukuran beam yang baik untuk pemetaan dapat dilakukan bahkan dengan teleskop radio yang kecil. Teleskop yang besar, terlalu kecil untuk survey Galaksi namun dapat digunakan untuk pemetaan di dalam GMC atau di dalam galaksi lain. 2Interpretasi kuat garis CO dalam terminologi kerapatan tidaklah mudah. Pertama-tama harus diketahui rasio CO terhadap H2, yang membentuk sebagian besar massa awan molekular. Ini sulit untuk dihitung karena sifat-sifat kimiawi dari campuran gas dingin dan bulir debu masih belum dimengerti.. Namun jumlah CO dapat dikorelasikan secara empirik dengan ekstingsi antar bintang.
0 komentar:
Posting Komentar