Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Через несколько миллионов лет свет ярких звезд выкипит это молекулярное облако газа и пыли. Облако оторвалось от туманности Киля . Вблизи видны недавно образовавшиеся звезды, их изображения окрашены в красный цвет из-за синего света, который преимущественно рассеивается всепроникающей пылью. Это изображение имеет размер около двух световых лет и было получено космическим телескопом Хаббл в 1999 году.
Звездообразование
LH 95.jpg
Классы объектов
Теоретические концепции

Молекулярное облако , иногда называют звездным питомником (если формирование звезд происходит внутри), представляет собой тип межзвездного облака , плотность и размеров , которые позволяют образование молекул, наиболее часто молекулярный водород (Н 2 ). Это контрастирует с другими областями межзвездной среды, которые содержат преимущественно ионизированный газ .

Молекулярный водород трудно обнаружить с помощью инфракрасных и радионаблюдений, поэтому молекула, наиболее часто используемая для определения присутствия H 2, - это окись углерода (CO). Отношение между светимостью CO и массой H 2 считается постоянным, хотя есть основания сомневаться в этом предположении при наблюдениях некоторых других галактик . [1]

Внутри молекулярных облаков есть области с более высокой плотностью, где находится много пыли и много газовых ядер, называемых сгустками. Эти сгустки являются началом звездообразования, если гравитационные силы достаточны для коллапса пыли и газа. [2]

Возникновение [ править ]

Молекулярное облако Barnard 68 , удалено на 500 световых лет и имеет диаметр 0,5 св.

В Млечном Пути , составляют облака молекулярного газа менее одного процента от объема межзвездной среды (ISM), но это также плотная часть среды, содержащее примерно половины от общего интерьера массы газа к Sun «S галактическая орбита. Основная масса молекулярного газа содержится в кольце на расстоянии от 3,5 до 7,5 килопарсеков (от 11 000 до 24 000 световых лет ) от центра Млечного Пути (Солнце находится примерно в 8,5 килопарсек от центра). [3] Крупномасштабные карты CO галактики показывают, что положение этого газа коррелирует со спиральными рукавами галактики. [4]То, что молекулярный газ находится преимущественно в спиральных рукавах, предполагает, что молекулярные облака должны формироваться и диссоциировать в масштабе времени короче 10 миллионов лет - времени, которое требуется материалу, чтобы пройти через область рукава. [5]

Молекулярное облако Circinus имеет массу примерно в 250 000 раз больше массы Солнца. [6]

Вертикально к плоскости галактики, молекулярный газ населяет узкие срединную плоскость галактического диска с характерной шкалой высот , Z , от приблизительно 50 до 75 парсек, гораздо тоньше , чем теплый атомного ( Z от 130 до 400 парсек) и тепло ионизированные ( Z около 1000 парсек) газообразные компоненты ISM . [7] Исключением из распределения ионизированного газа являются области H II , которые представляют собой пузырьки горячего ионизированного газа, создаваемые в молекулярных облаках интенсивным излучением молодых массивных звезд. и как таковые они имеют примерно такое же вертикальное распределение, как и молекулярный газ.

Это распределение молекулярного газа усредняется на больших расстояниях; однако мелкомасштабное распределение газа очень неравномерно, большая его часть сосредоточена в дискретных облаках и облачных комплексах. [3]

Типы молекулярного облака [ править ]

Гигантские молекулярные облака [ править ]

Часть молекулярного облака Тельца. [8]

Огромное скопление молекулярного газа, масса которого более чем в 10 тысяч раз превышает массу Солнца [9] , называется гигантским молекулярным облаком ( GMC ). GMC составляют от 15 до 600 световых лет в диаметре (от 5 до 200 парсек) и имеют типичную массу от 10 тысяч до 10 миллионов солнечных масс. [10] В то время как средняя плотность в окрестностях Солнца составляет одну частицу на кубический сантиметр, средняя плотность GMC в сто или тысячу раз больше. Хотя Солнце намного плотнее, чем GMC, объем GMC настолько велик, что он содержит намного больше массы, чем Солнце. Подструктура GMC представляет собой сложный узор из нитей, листов, пузырьков и нерегулярных комков. [5]

Нити в молекулярном облаке действительно встречаются повсеместно. Плотные молекулярные нити будут фрагментироваться на гравитационно связанные ядра, большинство из которых превратятся в звезды. Непрерывное нарастание газа, геометрическое изгибание и магнитные поля могут контролировать детальный характер фрагментации волокон. В сверхкритических филаментах наблюдения выявили квазипериодические цепочки плотных ядер с расстоянием 0,15 парсек, сопоставимым с внутренней шириной филамента. [11]

Наиболее плотные части волокон и сгустков называются «молекулярными ядрами», в то время как самые плотные молекулярные ядра называются «плотными молекулярными ядрами» и имеют плотность от 10 4 до 10 6 частиц на кубический сантиметр. Наблюдательно, типичные молекулярные ядра отслеживаются с помощью CO, а плотные молекулярные ядра отслеживаются с помощью аммиака . Концентрация пыли в ядрах молекул обычно достаточна, чтобы блокировать свет от фоновых звезд, так что они выглядят силуэтами как темные туманности . [12]

GMC настолько велики, что «местные» могут покрывать значительную часть созвездия; поэтому их часто называют по имени этого созвездия, например, Молекулярное Облако Ориона (OMC) или Молекулярное Облако Тельца (TMC). Эти локальные GMC выстроены в кольцо в окрестности Солнца, совпадающего с поясом Гулда . [13] Самый массивный набор молекулярных облаков в галактике образует асимметричное кольцо вокруг центра галактики с радиусом 120 парсеков; Самый крупный компонент этого кольца - комплекс Стрельца В2 . Регион Стрельца химически богат и часто используется в качестве образца астрономами, ищущими новые молекулы в межзвездном пространстве. [14]

Распределение молекулярного газа в 30 сливающихся галактиках. [15]

Небольшие молекулярные облака [ править ]

Основная статья: глобула Бока

Изолированные гравитационно-связанные небольшие молекулярные облака с массой в несколько сотен раз больше массы Солнца, называются глобулами Бока . Самые плотные части небольших молекулярных облаков эквивалентны молекулярным ядрам, обнаруженным в GMC, и часто включаются в одни и те же исследования.

Рассеянные молекулярные облака в высоких широтах [ править ]

Основная статья: Инфракрасный циррус

В 1984 году IRAS идентифицировал новый тип диффузного молекулярного облака. [16] Это были диффузные волокнистые облака, видимые на высоких галактических широтах . Эти облака имеют типичную плотность 30 частиц на кубический сантиметр. [17]

Процессы [ править ]

Молодые звезды в молекулярном облаке Цефей B и вокруг него. Излучение одной яркой массивной звезды разрушает облако (сверху вниз на этом изображении), одновременно вызывая образование новых звезд. [18]

Звездообразование [ править ]

Основная статья: Звездообразование

Формирование звезд происходит исключительно в молекулярных облаках. Это естественное следствие их низких температур и высокой плотности, потому что гравитационная сила, действующая для коллапса облака, должна превышать внутреннее давление, которое действует «вовне», чтобы предотвратить коллапс. Имеются данные, свидетельствующие о том, что большие звездообразующие облака в значительной степени ограничены их собственной гравитацией (как звезды, планеты и галактики), а не внешним давлением. Доказательство исходит из того факта, что "турбулентные" скорости, выведенные из масштаба ширины линии CO таким же образом, как и орбитальная скорость ( вириальное соотношение).

Физика [ править ]

Змеи Южной звезды кластер встроен в нитевидном молекулярном облаке, рассматриваются как темная лента , проходящей вертикально через кластер. Это облако служило испытательной площадкой для исследований стабильности молекулярного облака. [19]

Физика молекулярных облаков плохо изучена и активно обсуждается. Их внутреннее движение определяется турбулентностью в холодном намагниченном газе, для которого турбулентные движения очень сверхзвуковые, но сопоставимы со скоростью магнитных возмущений. Считается, что в этом состоянии происходит быстрая потеря энергии, требующая либо полного коллапса, либо постоянного повторного ввода энергии. В то же время известно, что облака разрушаются каким-то процессом - скорее всего, эффектом массивных звезд - до того, как значительная часть их массы становится звездами.

Молекулярные облака, и особенно GMC, часто являются домом для астрономических мазеров .

См. Также [ править ]

  • Аккреция (астрофизика)
  • Астрохимия
  • Атомная и молекулярная астрофизика
  • Космическая пыль
  • Космохимия
  • Испаряющаяся газовая глобула
  • Формирование и эволюция Солнечной системы
  • Межзвездный лед
  • Список межзвездных и околозвездных молекул
  • Туманность
  • Комплекс молекулярного облака Ориона
  • Молекулярное облако Персея

Ссылки [ править ]

  1. ^ Крейг Кулеса. «Обзор: молекулярная астрофизика и звездообразование» . Исследовательские проекты . Проверено 7 сентября 2005 года .
  2. ^ Астрономия (PDF) . Университет Райса . 2016. с. 761. ISBN  978-1938168284 - через Open Stax.
  3. ^ a b Ferriere, Д. (2001). «Межзвездная среда нашей Галактики». Обзоры современной физики . 73 (4): 1031–1066. arXiv : astro-ph / 0106359 . Bibcode : 2001RvMP ... 73.1031F . DOI : 10.1103 / RevModPhys.73.1031 . S2CID 16232084 . 
  4. ^ Дама; и другие. (1987). «Сводный обзор всего Млечного Пути с помощью СО» (PDF) . Астрофизический журнал . 322 : 706–720. Bibcode : 1987ApJ ... 322..706D . DOI : 10.1086 / 165766 . ЛВП : 1887/6534 .
  5. ^ а б Уильямс, JP; Блиц, Л .; Макки, CF (2000). «Структура и эволюция молекулярных облаков: от сгустков до ядер и ММП». Протозвезды и планеты IV . Тусон: Университет Аризоны Press. п. 97. arXiv : astro-ph / 9902246 . Bibcode : 2000prpl.conf ... 97W .
  6. ^ "Жестокое объявление о рождении от молодой звезды" . ЕКА / Хаббл Изображение недели . Проверено 27 мая 2014 .
  7. Перейти ↑ Cox, D. (2005). «Возвращение к трехфазной межзвездной среде». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 43 (1): 337–385. Bibcode : 2005ARA & A..43..337C . DOI : 10.1146 / annurev.astro.43.072103.150615 .
  8. ^ «APEX обращает свой взор на темные облака в Тельце» . Пресс-релиз ESO . Проверено 17 февраля 2012 года .
  9. ^ См., Например, Fukui, Y .; Кавамура, А. (2010). «Молекулярные облака в ближайших галактиках». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 48 : 547–580. Bibcode : 2010ARA & A..48..547F . DOI : 10.1146 / annurev-astro-081309-130854 .
  10. ^ Мюррей, Н. (2011). «Эффективность звездообразования и время жизни гигантских молекулярных облаков в Млечном Пути». Астрофизический журнал . 729 (2): 133. arXiv : 1007.3270 . Bibcode : 2011ApJ ... 729..133M . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 729/2/133 . S2CID 118627665 . 
  11. ^ Чжан, Го-Инь; Андре, Ph .; Меньщиков, А .; Ван, Кэ (1 октября 2020 г.). «Фрагментация звездообразующих нитей в Х-образной туманности Калифорнийского молекулярного облака» . Астрономия и астрофизика . 642 : A76. arXiv : 2002.05984 . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202037721 . ISSN 0004-6361 . 
  12. ^ Ди Франческо, Дж .; и другие. (2006). "Наблюдательная перспектива малых плотных ядер I: внутренние физические и химические свойства". Протозвезд и планет V . arXiv : astro-ph / 0602379 . Bibcode : 2007prpl.conf ... 17D .
  13. Перейти ↑ Grenier (2004). «Пояс Гулда, звездообразование и местная межзвездная среда». Молодая Вселенная . arXiv : astro-ph / 0409096 . Bibcode : 2004astro.ph..9096G . Электронный препринт
  14. ↑ Стрелец B2 и его линия видимости. Архивировано 12 марта 2007 г. в Wayback Machine.
  15. ^ «Насильственное происхождение дисковых галактик, исследованное ALMA» . www.eso.org . Европейская южная обсерватория . Проверено 17 сентября 2014 года .
  16. ^ Низкий; и другие. (1984). «Инфракрасные перистые облака - Новые компоненты расширенного инфракрасного излучения». Астрофизический журнал . 278 : L19. Bibcode : 1984ApJ ... 278L..19L . DOI : 10.1086 / 184213 .
  17. ^ Gillmon, К. & Шулл, JM (2006). «Молекулярный водород в инфракрасном круге». Астрофизический журнал . 636 (2): 908–915. arXiv : astro-ph / 0507587 . Bibcode : 2006ApJ ... 636..908G . DOI : 10.1086 / 498055 . S2CID 18995587 . 
  18. ^ "Чандра :: Фотоальбом :: Cepheus B :: 12 августа 2009 г." .
  19. ^ Friesen, RK; Бурк, TL; Франческо, Дж. Ди; Gutermuth, R .; Майерс, ПК (2016). «Фрагментация и стабильность иерархической структуры в Змеях Юга». Астрофизический журнал . 833 (2): 204. arXiv : 1610.10066 . Bibcode : 2016ApJ ... 833..204F . DOI : 10.3847 / 1538-4357 / 833/2/204 . ISSN 1538-4357 . S2CID 118594849 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Молекулярное облако в Британской энциклопедии