Phasen des Interstellaren Mediums

Interstellares Gas existiert in mehreren koexistierenden Phasen, die von kalten dichten Wolken über warmes diffuses Gas bis hin zu einem heißen, dünnen Plasma reichen und sich in einem annähernden Druckgleichgewicht befinden.

Definition

Die Phasen des interstellaren Mediums sind die thermisch unterschiedlichen Zustände des interstellaren Gases, kaltes und warmes neutrales Atomgas, warmes ionisiertes Gas und ein heißes ionisiertes Plasma, die bei vergleichbaren Drücken aufgrund des Gleichgewichts zwischen Heizung und Kühlung koexistieren.

Scope

Dieses Thema behandelt das kalte und warme neutrale Atomgas, das warme und heiße ionisierte Gas einschließlich HII-Regionen und die durch Supernovae entstandenen heißen Blasen, die thermische Instabilität, die Gas in verschiedene Phasen treibt, und das grobe Druckgleichgewicht, das sie verbindet.

Core questions

• Was sind die Hauptphasen des interstellaren Gases und deren Temperaturen und Dichten?
• Warum trennt sich das Gas in verschiedene Phasen und nicht in ein einziges homogenes Medium?
• Wie entstehen HII-Regionen und heiße Supernova-Blasen?
• Wie wird ein annäherndes Druckgleichgewicht zwischen den Phasen aufrechterhalten?

Key theories

Thermische Instabilität und zwei stabile Phasen

Field und Mitarbeiter zeigten, dass das Gleichgewicht von Heizung und Kühlung Gas mittlerer Dichte thermisch instabil macht, sodass sich neutrales Gas in koexistierende kalte dichte und warme diffuse Phasen bei ähnlichem Druck einpendelt.

Das Drei-Phasen-Modell

McKee und Ostriker fügten eine allgegenwärtige heiße Phase hinzu, die durch Supernova-Stoßwellen erzeugt wird, was ein Bild von kalten, warmen und heißen Komponenten in dynamischer, druckregulierter Koexistenz ergab.

Clinical relevance

Die Phasenstruktur des interstellaren Mediums bestimmt, wo Gas abkühlen und kollabieren kann, um Sterne zu bilden, wie Supernova-Energie abgeführt wird und wie beobachtbare Tracer wie neutraler Wasserstoff und die Emission von ionisiertem Gas interpretiert werden.

History

Die Arbeit von Field, Goldsmith und Habing aus dem Jahr 1969 zeigte, dass die thermische Instabilität neutrales Gas in zwei stabile Phasen unterteilt. Das Drei-Phasen-Modell von McKee und Ostriker aus dem Jahr 1977 integrierte die heiße, Supernova-getriebene Komponente, und nachfolgende Multiwellenlängen-Surveys kartierten diese Phasen in der gesamten Galaxis.

Key figures

• George Field
• Christopher McKee
• Jeremiah Ostriker
• Harm Habing

Seminal works

• field1969
• mckee1977
• ferriere2001

Frequently asked questions

Warum teilt sich interstellares Gas in heiße und kalte Phasen auf?

Bei bestimmten Dichten macht die Art und Weise, wie das Gas abkühlt, Zwischenzustände instabil: Gas neigt dazu, entweder in einen kalten dichten Zustand oder in einen warmen diffusen Zustand überzugehen. Da Supernovae eine heiße Komponente hinzufügen, besteht das Medium letztendlich aus mehreren koexistierenden Phasen bei ähnlichem Druck.

Was ist eine HII-Region?

Eine HII-Region ist eine Zone interstellaren Gases, die durch das ultraviolette Licht heißer junger Sterne ionisiert wird. Der ionisierte Wasserstoff leuchtet und erzeugt die hellen Nebel, die oft in Regionen jüngster Sternentstehung zu sehen sind.