Materia ikusgai gehiena izarretan dago; badakigu, gainera, izar oso motel, neutroi-izar edota zulo beltzak bezalako astro ikusgaitz edo ikusezinak ere badirela. Baina galaxien materia guztia ez dago forma kontzentratuetan, eta izarrarteko espazioa ez dago erabat hutsik; bertan, gasa eta hautsa aurkitu ditzakegu, hodeietan bilduta zein espazioan sakabanatuta. Izarrarteko materia da. Oinarrizko zatikiak, atomoak, ioiak, molekulak, hauts-fitsak eta izpi kosmikoak dira espazio zabal horretan. Gehiena gas-egoeran dago, % 99, gainontzekoa hauts gisa agertzen zaigu eta, oro har, ondo nahastuta azaltzen dira biak. Gurea bezalako galaxia kiribil batean, izarrarteko materia galaxiaren masa guztiaren % 3 eta 5 artekoa dela kalkulatzen da.

Jakina, izarrarteko materiak azaltzen dituen dentsitateak oso txikiak dira, eta batez besteko balioa zatiki bat zentimetro kubikoko baino ez da. Dena den, lehenago ere esan dugunez, sakabanatuta zein hodeietan bilduta egon daiteke, eta dentsitate minimoak 0,001 zatiki batzuk zentimetro kubikoko eta maximoak ehunka zatiki batzuk zentimetro kubikoko dira. Erreferentzia modura esan daiteke lurrazalean arnasten dugun airearen dentsitatea 3·1019 zatiki zentimetro kubikoko dela, eta, nolanahi ere, izarrarteko espazioan dauden dentsitateak laborategietan lortu diren “hutsenak” baino askoz ere arinagoak dira.

Izarrarteko materiaren kanpo-muga galaxiarteko materiak ezartzen diona da, horrekin nahasten baita, leunki, galaxiaren mugaldetan. Barne-mugak deitu genitzakeenak izarrek beren inguruan sortzen dituzten burbuilek ezarritakoak dira. Eguzkiaren kasuan, burbuila hori planetarteko ingurunea dugu, hots, eguzki-sistemako planeten eta beste gorputzen arteko materia. Azken horren osagai nagusia Eguzkiak igorritako eguzki-haizea da, hau da, Eguzkiaren koroatik abiadura handiz ateratzen den zatiki-fluxua, erabat ionizatutako zatikiz osatua, protoi eta elektroiez batez ere. Eguzkitik 90-100 unitate astronomikora, eguzki-haizearen abiadura soinuarenaren azpiko egiten da, eta aurrerantzean izarrarteko ingurunearekin nahasten da. Uste denez, 2004aren bukaeran, Voyager 1 espazio-ontzia elkarrekintza-ingurune horretara iritsi zen.

Dena den, izarrarteko materia (berehala aztertuko ditugun gasa, hautsa eta izpi kosmikoak) galaxiaren diskoan banatuta dago batez ere, nahiz gasak esparru zabalxeagoa hartzen duen besteek baino.

Izarrarteko gasa

Izarrarteko gasaren osagaiak hidrogenoa eta helioa dira nagusiki. Atomo-kopurutan neurtuta, hidrogenoarenak % 90 dira, eta ia beste guztia helioa da. Elementu astunagoak (karbonoa, nitrogenoa, oxigenoa, neona, sodioa, kaltzioa eta abar) mila atomoko biren proportzioan daude. Osagai nagusia agertzen duen egoerak ahalbidetzen du egitura-mota ezberdinak bereiztea izarrarteko gasaren banaketan.

Hodei molekularrak

Behaketek erakusten dute hidrogenoaren zati esangarria (galaxiaren besoetan, erdia izan daiteke) era molekularrean dagoela. Izarrarteko hautsa ezinbestekoa da hodei hauetan, katalizatzaile-lanak egiten dituelako hidrogeno-molekulak eratu daitezen, eta babesle gisa aritzen delako izarren igorpen ultramoreak berriz hautsi ez ditzan. Oro har, hodei hauek oso hotzak dira: tenperatura 10 K ingurukoa da.

Hodei tipiko baten dentsitatea 1.000 molekula zentimetro kubikoko da, baina kontzentrazio ezberdinen heina oso zabala da. Izan ere, izarrak hodei molekularretan eratzen dira, haiek uzkurtzen direnean kanpo-eragileren batek sortutako ezegonkortasunaren ondorioz.

Barnard hodei molekularra. Ikus daitekeen beltzunea ez da izarrik ezaren ondorioa. Hondoko izarren eta Lurraren artean dagoen gas molekularrez eta hautsez osatutako hodeiak xurgatzen dute haien argia (iturria: FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO)

Hidrogeno atomikoa (H I eskualdeak)

Hidrogenoaren beste zati handi bat era atomikoan azaltzen zaigu. Haren detekzioa eta azterketa, nagusiki, hidrogenoaren 21 cm-ko igorpen- eta xurgapen-lerroen bitartez egiten da. Horri esker dakigu hidrogeno neutroa oso modu ez-homogeneoan banatuta dagoela galaxiaren diskoan. Batetik, hodeiak ditugu, zentimetro kubikoko 10 eta 100 atomo arteko dentsitatea eta parsec batzuetako tamaina dutenak; beren tenperatura 100 K ingurukoa da. H I eskualde deritzen hodei hauek erakusten dute Esne Bidea galaxia kiribila dela, eta beraiek ematen dute besoen egitura.

Bestetik, hodei arteko espazioa betetzen duen dentsitate txikiagoko fasea izango genuke, zeinaren dentsitatea zentimetro kubikoko 0,05 eta dozenaka atomo batzuk artekoa izango litzatekeen, tokiaren arabera.

Hidrogeno ionizatua (H II eskualdeak)

O eta B mota espektraleko izar oso beroen erradiazioa ultramorea nahikoa bortitza da inguruan egon litekeen hidrogenoa ionizatzeko, eta, orduan, H II eskualde bat sortzen da. Izarraren ingurua homogeneoa bada, ionizatuko den eskualdea esferikoa izango da, eta Strömgrenen esfera ere deitzen zaio. Erdiguneko izarraren arabera, esferaren erradioa 1 pc-etik 100 pc-erainokoa izan daiteke. Gasaren tenperatura 8.000 K ingurukoa izaten da, eta dentsitatea, zentimetro kubikoko 100 eta 10.000 atomo artekoa.

Masa handiko O eta B mota espektraleko izar oso beroen igorpenak inguruan sakabanatuta dagoen hidrogenoa berotu eta ionizatu egiten du, eta irudikoa bezalako H II eskualdea fluoreszenteak sortu [iturria: NASA; C.R. O'Dell & S.K. Wong (Rice University)]

Eskualde hauek kolore gorrixkakoak ikusten dira elektroiek protoiekin birkonbinatzerakoan igortzen duten erradiazioaren ondorioz. Hori dela eta, eskualde hauei igorpen-nebulosa deitzen zaie.

Azken urteetan, gas ionizatua aurkitu da H II eskualdeetatik kanpo ere, espazio zabalean, baina oraindik ez dago garbi jatorria.

Supernoba-hondarrak

Supernoba-leherketa bat gertatzen denean, desagertutako izarraren materialaren zati bat espaziora jaurtitzen da abiadura izugarriekin (ehunka edo milaka km/s). Gas oso bero eta turbulentu horren igorpenak eraztun itxurako ala eite irregularreko nebulosa ikusgarriak sortzen ditu supernoba-motaren arabera, I eta II, hurrenez hurren. Denbora pasa ahala, jaurtitako gasak aurrean hartzen du izarrarteko materia, eta berotu eta argia igorrarazten dio, ehunka mila urte batzuetan hoztu eta ilundu arte.

Izarrarteko hautsa

Izarrarteko hautsa ezin da erkatu Lurrean ezagutzen dugunarekin, izarrarteko hauts-fitsen tamaina askoz ere txikiagoa da, mikrometroa baino txikiagoa; hau da, argi ikusgaiaren espektroko urdinaren aldeko uhin-luzerarena. Eiteari dagokionez, irregularrak dira.

Gorago ere esan dugunez, gasa baino askoz ere urriagoa da, baina, paradoxikoki, errazago detekta daiteke, sortzen dituen bi efektu direla eta: bata, argiaren xurgapena; bestea, argiaren gorritzea. Efektu bien artean eragiten duen izarren argitasunaren gutxitzeari iraungipen deitzen zaio. Hautsaren banaketa oso ezberdina da norabideen arabera, eta, horren ondorioz, iraungipena ere norabidearekin aldatzen da; batzuetan, erabatekoa izaten da, baina batez besteko balore bat ematearren, kiloparseceko 1 eta 2 magnitude artekoa dela esan daiteke.

Hautsa askoz ere ugariagoa da galaxiaren besoen planoan, eta are gehiago plano horretan galaxiaren zentrorantz begiratzen badugu; toki askotan, hodeien dentsitatea eta tamaina nahikoak dira izarren argiaren iragatea erabat galarazteko. Hori nabarmena da, adibidez, Esne Bideari begiratzen diogunean, eskualde batzuetan izarrez beteta ikusten dugu, baina tarteka erabat ilun dago, izarrik gabe. Egitura horiei nebulosa ilun deritze eta, azken batez, lehenago aipatutako hodei molekularrak eragindakoak dira. Pentsatzekoa denez, hautsak erabat estaltzen du galaxiaren zentroa eta ikusezina zaigu argi ikusgaiaren arloan. Nebulosa ilunak arruntak dira izar-multzoen inguruan ere, azken batez behar den bakarra zera da: hodei molekularra behatzailearen eta behatzen den izar-ingurunearen artean egotea.

NGC 281 nebulosa iluna. Gas eta hautsezko multzo ilun horrek atzean duen igorpen-nebulosaren argia xurgatzen du (iturria: NASA; ESA)

Besoen planoarekiko norabide perpendikularrean, galaxiaren zabalera askoz ere txikiagoa da eta hauts-kantitatea ere bai. Hori dela eta, gure galaxiaz kanpoko beste galaxia batzuk ikusteko norabide horietarantz behatu behar dugu, planoaren zeharreko norabideetan beste galaxien argiaren iraungipena erabatekoa delako.

Xurgapenaren ondorioz, hautsa berotu egiten da eta, tenperaturaren arabera, berrigorri egiten du infragorrian. Hautsaren tenperatura, izarrarte zabalean, 10-20 K da eta, izar beroenen inguruan dagoenean, 100-600 K.

Gorritzeari dagokionez, efektua hauts-fitsak eragiten duten argiaren sakabanaketaren (scateringaren) ondorioa da. Hauts-fitsen tamaina argi urdinaren uhin-luzeraren tamainakoa da, beraz, sakabanaketa eraginkorragoa da argi urdinaren kasuan, gorriarenean baino. Argi gorriak aldaketarik gabe segitzen dio guregananzko bideari, baina urdinaren zati bat beste norabide batzuetarantz sakabanatzen da, eta ez da guregana iristen; hori dela eta, urruneko izarrak gorrixkagoak ikusten dira. Alderantziz gertatzen da hodei molekular bat dugunean izar baten inguruan, baina behaketa begi-lerrotik pixka bat alboratuta. Orduan, hodeiak izarren argia islatu egiten du, baina sakabanaketa efektuaren ondorioz egitura urdinkara ikusiko dugu. Egitura horiei islapen-nebulosa deitzen zaie.

Hautsak sortutako beste fenomeno behagarri bat argiaren polarizazioa da. Zatiki esferikoak ez dute polarizaziorik eragiten, beraz, izarrarteko hautsarenak ezin dute esferikoak izan. Polarizazioa ez litzateke eraginkorra eta behagarria izango hauts-fitsak orientazio arbitrarioa balute. Efektua nabarmena da izarrarteko eremu magnetikoak hodei baten hautsa lerrokatzen duenean. Polarizazio-mailak eta uhin-luzerarekiko menpekotasunak hautsari buruzko informazioa eskaintzen du; aldiz, polarizazioaren norabideak, behaketa-norabidearen arabera, eremu magnetikoaren egiturari buruzko informazioa ematen digu. Intentsitatea 0,1-1 nT da.

Argiaren iraungipenaren maximoen azterketatik ondorioztatzen da izarrarteko hautsaren osagaien artean izotza eta silikatoak daudela eta baita burdin, aluminio eta silize oxidoak, karbonoa, piroxenoa eta hidrokarburo aromatiko poliziklikoak ere.

Irudi-bikote honek Orion konstelazioaren ingurua erakusten du. Ezkerraldean, begi hutsez ikusten dugun moduan agertzen da. Eskuinaldeko irudia IRAS sateliteak lortutako infragorriko irudia da, baina kolore faltsutan adierazia. Izarrek hautsa berotzen dute, horrek infragorrian igortzen du, eta igorpenak nola dagoen banatuta erakusten digu. Ingurune zuriak beroenak dira, ondoren horiak, eta gorriak, hotzenak (iturria: NASA)

Izpi kosmikoak

Izpi kosmikoak izarrarteko espazioan zehar abiadura oso handiekin bidaiatzen duten nukleo atomikoak eta elektroiak dira. Izpi kosmikoak aztertzeko, hainbat zailtasun daude. Batetik, beste erradiazio batzuen kasuan bezala, Lurraren eremu magnetikoak eta atmosferak izpi kosmikoetatik babesten gaituzte, eta ez ditugu zuzenean jasotzen, satelite bidez ez bada. Gainera, eguzki-haizeak (Eguzkiaren koroak igortzen dituen izpi kosmikoak) eta energia gutxieneko izpi kosmiko galaktikoek elkar eragiten dute eta aldarazi. Azkenik, kontuan izan behar da izpi kosmikoak kargadun zatikiak direla; beraz, izarrarteko eremu magnetikoak desbideratu egiten ditu, eta norabide guztietatik ia uniformeki iristen zaizkigu Lurrera; hori dela medio, zaila da izpi kosmikoen iturrien identifikazioa.

Zailtasunak zailtasun, badakigu izpi kosmikoen % 85 inguru hidrogeno nukleoak (protoiak) direla, % 12, helio-nukleoak (alfa zatikiak) eta gainerakoak, elektroiak, % 2 inguru, eta elementu astunagoen nukleoak. Zatiki horien energia hein zabal batean banatzen da, 106 eV-etik 1020 eV-era, eta energia handitzean zatiki-kopurua nabarmen jaisten da. Izpi kosmikoak izarrarteko hidrogenoarekin talka egiten dutenean, gamma izpiak sortzen dituzte. Bestalde, izpi kosmikoen elektroiek ibilbide kiribilak egiten dituzte galaxiaren eremu magnetikoak behartuta, eta sinkrotroi-erradiazioa sortzen dute irrati-uhinen esparruan.

Jatorriaren auzia oraindik argitzeko dago, baina supernobak dirudite izpi kosmikoen iturri garrantzitsuena.

Eguzki-sistemaren izarrarteko ingurune hurbila nahiko hutsa da, eta gainera eskualde hutsago baten barruan dago. Azken horri Burbuila Lokal deitzen zaio, nahiz eite esferikoa ez duen. Uste denez, supernoba-leherketa batek sortua da, eta haren talka-uhinak inguruko materia kanporatu eta tenperatura oso handia, 106-107 K, eta dentsitate oso txikiko gasa utzi zuen. Begiespen ezberdinen arabera, Burbuila Lokalaren dentsitatea 0,05-0,001 atomo zentimetro kubikoko izan liteke.

Izarrarteko Hodei Lokala —horrela deritzo eguzki-sistemaren gertu-gertuko eskualdeari— zatiki ionizatuz gain, hidrogeno neutroz osatuta dago. Dentsitatea 0,1 atomo zentimetro kubikoko da, eta tenperatura, 6.000-8.000 K ingurukoa.

Burbuila Lokalaren inguruetan, bere antzeko beste eskualde batzuk ere badira, hala nola Begizta 1, Begizta 2 eta Begizta 3 izenekoak. Lehenengoaren mugan dagoen materia Burbuila Lokalera sartzean sortua da, ustez, Izarrarteko Hodei Lokala.