Что такое молекулярное облако

Молекулярное облако

Молекулярное облако, иногда называемое также звёздная колыбель (в случае, если в нём рождаются звёзды), — тип межзвёздного облака, чья плотность и размер позволяют в нём образовываться молекулам, обычно водорода (H₂).

Молекулярный водород трудно зарегистрировать при помощи инфракрасных или радио наблюдений, поэтому для определения наличия H₂ используют другую молекулу CO (монооксид углерода). Соотношение между светимостью CO и массой H₂, как полагают, остаётся постоянным, хотя есть причины сомневаться в правдивости этого в некоторых галактиках. [1]

Содержание

Наблюдения

В пределах нашей галактики количество молекулярного газа составляет менее одного процента объёма межзвёздной среды. В то же время это самая плотная ее составляющая, включающая примерно половину всей газовой массы в пределах галактической орбиты Солнца. Большая часть молекулярного газа содержится в молекулярном кольце между 3,5 и 7,5 килопарсек от центра галактики (Солнце находится в 8,5 килопарсек от центра). [2] Крупномасштабные карты распределения угарного газа в нашей галактике показывают, что положение этого газа коррелирует с её спиральным рукавами. [3] То, что молекулярный газ находится в основном в спиральных рукавах не согласуется с тем, что молекулярные облака должны формироваться и распадаться в короткий промежуток времени — меньше 10 миллионов лет — времени, которое требуется для вещества, чтобы пройти через область рукава. [4]

Если брать вертикальное сечение, молекулярный газ занимает узкую среднюю плоскость галактического диска с характерной шкалой высот, Z, приблизительно 50—75 парсек, много тоньше чем тёплый атомный (Z=130—400 пк) и тёплый ионизированный (Z=1000 пк) газовые компоненты межзвёздной среды. [5] Области H II являются исключениями для ионизированного газового распределения, поскольку сами представляют собой пузыри горячего ионизированного газа, созданного в молекулярных облаках интенсивной радиацией, испущенной молодыми массивными звездами и поэтому у них приблизительно такое же вертикальное распределение как у молекулярного газа.

Это гладкое распределение молекулярного газа усреднено по большим расстояниям, однако мелкомасштабное распределение газа очень нерегулярно и большей частью он сконцентрирован в дискретных облаках и комплексах облаков. [2]

Типы молекулярных облаков

Гигантские молекулярные облака

Обширные области молекулярного газа с массами 10 4 —10 6 солнечных масс называется гигантскими молекулярными облаками (ГМО). Облака могут достигнуть десятков парсек в диаметре и иметь среднюю плотность 10²—10³ частиц в кубическом сантиметре (средняя плотность вблизи Солнца — одна частица в кубическом сантиметре). Подструктура в пределах этих облаков состоит из сложных переплетений нитей, листов, пузырей, и нерегулярных глыб. [4]

Самые плотные части нитей и глыб называют «молекулярными ядрами», а молекулярные ядра с максимальной плотностью (больше 10 4 —10 6 частиц в кубическом сантиметре), соответственно, «плотными молекулярными ядрами». При наблюдениях молекулярные ядра связывают с угарным газом, а плотные ядра — с аммиаком. Концентрация пыли в пределах молекулярных ядер обычно достаточна, чтобы поглощать свет от дальних звёзд таким образом, чтобы они выглядели как тёмные туманности. [6]

ГМО настолько огромны, что локально они могут закрывать значительную часть созвездия, в связи с чем на них ссылаются с упоминанием этого созвездия, например, Облако Ориона или Облако Тельца. Эти локальные ГМО выстраиваются в кольцо вокруг солнца, называемого поясом Гулда. [7] Самая массивная коллекция молекулярных облаков в галактике, комплекс Стрелец B2, формирует кольцо вокруг галактического центра в радиусе 120 парсек. Область созвездия Стрельца богата химическими элементами и часто используется астрономами, ищущими новые молекулы в межзвёздном пространстве, как образец. [8]

Маленькие молекулярные облака

Изолированные гравитационно связанные маленькие молекулярные облака с массами меньше чем несколько сотен масс Солнца называют глобулой Бока. Самые плотные части маленьких молекулярных облаков эквивалентны молекулярным ядрам, найденным в гигантских молекулярных облаках и часто включаются в те же самые исследования.

Высокоширотные диффузные молекулярные облака

В 1984 году IRAS идентифицировал новый тип диффузного молекулярного облака. [9] Они были диффузными волокнистыми облаками, которые видимы при высокой галактической широте (выглядывающий из плоскости галактического диска). У этих облаков была типичная плотность 30 частиц в кубическом сантиметре. [10]

Источник

А молекулярное облако, иногда называемый звездный питомник (если звездообразование происходит внутри), это тип межзвездное облако, плотность и размер которых допускают образование молекул, чаще всего молекулярный водород (ЧАС₂). Это контрастирует с другими областями межзвездной среды, которые содержат преимущественно ионизированный газ.

Молекулярный водород трудно обнаружить с помощью инфракрасных и радионаблюдений, поэтому молекула чаще всего используется для определения присутствия H₂ является монооксид углерода (CO). Соотношение CO яркость и H₂ масса считается постоянным, хотя есть основания сомневаться в этом предположении при наблюдениях некоторых других галактики. [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]

Содержание

Вхождение

Вертикально к плоскости галактики молекулярный газ обитает в узкой средней плоскости галактического диска с характерной высота шкалы, Zпримерно от 50 до 75 парсек, что намного тоньше, чем теплый атомный (Z от 130 до 400 парсек) и теплый ионизированный (Z около 1000 парсек) газообразный компоненты ISM. [7] Исключением для распределения ионизированного газа являются H II регионы, которые представляют собой пузырьки горячего ионизированного газа, образованные в молекулярных облаках интенсивным излучением, испускаемым молодые массивные звезды 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

Гигантские молекулярные облака

Огромное скопление молекулярного газа, масса которого более чем в 10 тысяч раз превышает массу Солнца. [9] называется гигантское молекулярное облако (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 сотни или тысячи 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]

Наиболее плотные части нитей и сгустков называются «молекулярными ядрами», а самые плотные молекулярные ядра называются «плотными молекулярными ядрами» и имеют плотность, превышающую 10 4 до 10 6 частиц на кубический сантиметр. Наблюдательно, типичные молекулярные ядра отслеживаются с помощью CO, а плотные молекулярные ядра отслеживаются с помощью аммиак. Концентрация пыль внутри молекулярных ядер обычно достаточно, чтобы блокировать свет от фоновых звезд, чтобы они выглядели в виде силуэтов темные туманности. [11]

Небольшие молекулярные облака

Изолированные гравитационно-связанные небольшие молекулярные облака с массой в несколько сотен раз больше массы Солнца, называются Глобулы 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

В 1984 г. IRAS идентифицировали новый тип диффузного молекулярного облака. [15] Это были диффузные нитевидные облака, видимые с большой высоты. галактические широты. Эти облака имеют типичную плотность 30 частиц на кубический сантиметр. [16]

Процессы

Звездообразование

Формирование звезды 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 (например, звезды, планеты и галактики), а не внешним давлением. Доказательством этого служит тот факт, что «турбулентные» скорости, полученные из масштаба ширины линии CO таким же образом, как и орбитальная скорость (a вириальный связь).

Физика

Молекулярные облака, и особенно GMC, часто являются домом для астрономические мазеры.

Источник

А молекулярное облако, иногда называемый звездный питомник (если звездообразование происходит внутри), это тип межзвездное облако, плотность и размер которых допускают образование молекул, чаще всего молекулярный водород (ЧАС₂). Это контрастирует с другими областями межзвездной среды, которые содержат преимущественно ионизированный газ.

Молекулярный водород трудно обнаружить с помощью инфракрасных и радионаблюдений, поэтому молекула чаще всего используется для определения присутствия H₂ является монооксид углерода (CO). Соотношение CO яркость и H₂ масса считается постоянным, хотя есть основания сомневаться в этом предположении при наблюдениях некоторых других галактики. [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]

Содержание

Вхождение

Вертикально к плоскости галактики молекулярный газ обитает в узкой средней плоскости галактического диска с характерной высота шкалы, Zпримерно от 50 до 75 парсек, что намного тоньше, чем теплый атомный (Z от 130 до 400 парсек) и теплый ионизированный (Z около 1000 парсек) газообразный компоненты ISM. [7] Исключением для распределения ионизированного газа являются H II регионы, которые представляют собой пузырьки горячего ионизированного газа, образованные в молекулярных облаках интенсивным излучением, испускаемым молодые массивные звезды 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

Гигантские молекулярные облака

Огромное скопление молекулярного газа, масса которого более чем в 10 тысяч раз превышает массу Солнца. [9] называется гигантское молекулярное облако (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 сотни или тысячи 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]

Наиболее плотные части нитей и сгустков называются «молекулярными ядрами», а самые плотные молекулярные ядра называются «плотными молекулярными ядрами» и имеют плотность, превышающую 10 4 до 10 6 частиц на кубический сантиметр. Наблюдательно, типичные молекулярные ядра отслеживаются с помощью CO, а плотные молекулярные ядра отслеживаются с помощью аммиак. Концентрация пыль внутри молекулярных ядер обычно достаточно, чтобы блокировать свет от фоновых звезд, чтобы они выглядели в виде силуэтов темные туманности. [11]

Небольшие молекулярные облака

Изолированные гравитационно-связанные небольшие молекулярные облака с массой в несколько сотен раз больше массы Солнца, называются Глобулы 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

В 1984 г. IRAS идентифицировали новый тип диффузного молекулярного облака. [15] Это были диффузные нитевидные облака, видимые с большой высоты. галактические широты. Эти облака имеют типичную плотность 30 частиц на кубический сантиметр. [16]

Процессы

Звездообразование

Формирование звезды 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 (например, звезды, планеты и галактики), а не внешним давлением. Доказательством этого служит тот факт, что «турбулентные» скорости, полученные из масштаба ширины линии CO таким же образом, как и орбитальная скорость (a вириальный связь).

Физика

Молекулярные облака, и особенно GMC, часто являются домом для астрономические мазеры.

Источник