Nature of the galactic interstellar dust derived from IR observations

Abstract

Recent observational studies of the diffuse infrared emission from interstellar dust grains are reviewed, and a new interpretation of the mid- and far- infrared diffuse emission from the Galaxy is presented. The observational data available for this purpose are intensities by the IRAS (Infrared Astronomical Satellite) 12, 25, 60, and 100 micro-m bands, the COBE (Cosmic Background Explorer) 12, 25, 60, 100, 140, and 240 micro-m bands, and IRTS (Infrared Telescope in Space) 155 micro meter band. Since the diffuse emission at longer than 100 micro-m is well fitted with the thermal emission from dust grain at a single temperature with the spectral index of 2, it can be attributed to interstellar grains in a steady-state of thermal equilibrium with the general radiation field in the Galactic plane. The intensity of the IRAS 12 micro-m band is proportional to the integrated intensity of the emission from the thermal equilibrium grain as that of the 3.3 micro-m UIR (Ultra Infrared) band is. The 60 micro-m intensity is well predictable from the spectrum at longer than 100 micro-m. The intensities at 25 and 60 micro-m are not proportional to the integrated intensities of the thermal equilibrium grain, but have steeper dependencies. This fact may be attributed to the effect of multiple excitation by the UV (Ultra-Violate) photons to very small grains.

星間塵起源の散漫赤外放射に関する近年の研究に関するレビューを行い、銀河系からの中間および遠赤外の散漫放射に関する新しい解釈を与えた。この目的のために利用できる観測データは、IRAS(赤外天文衛星)の12、25、60、および100マイクロメートルの各バンド、COBE(天体背景探査機)の12、25、60、100、140、および240マイクロメートルの各バンド、そしてIRTS(赤外宇宙望遠鏡)の155マイクロメートルのバンドであった。100マイクロメートルより長波長側の散漫放射は、スペクトル指数2の塵の単一温度熱放射に良く一致するので、それらの放射は銀河平面の一般的輻射と定常状態的な熱平衡にある星間塵に因るものであると結論できた。IRTSの12マイクロメートルバンドの放射強度は、3.3マイクロメートルのUIR(超赤外)バンドと熱平衡にある塵からの放射の積分強度に比例していた。60マイクロメートルの強度は、100マイクロメートルより長い波長からの放射スペクトルから予測可能であった。25と60マイクロメートルバンドの放射強度は、熱平衡にある塵からの放射の積分強度に比例しておらず、より大きな依存性を持った。これは、紫外光子による非常に小さい微粒子の多重励起効果に因るものである。