Фазы межзвездной среды

Межзвездный газ существует в нескольких сосуществующих фазах, охватывающих холодные плотные облака, теплый диффузный газ и горячую разреженную плазму, находящихся в приблизительном равновесии давлений.

Definition

Фазы межзвездной среды — это термически различные состояния межзвездного газа: холодный и теплый нейтральный атомарный газ, теплый ионизированный газ и горячая ионизированная плазма, которые сосуществуют при сопоставимых давлениях благодаря балансу между нагревом и охлаждением.

Scope

Эта тема охватывает холодный и теплый нейтральный атомарный газ, теплый и горячий ионизированный газ, включая области HII и горячие пузыри, образованные сверхновыми, термическую нестабильность, которая приводит к разделению газа на различные фазы, и приблизительное равновесие давлений, которое их связывает.

Core questions

• Каковы основные фазы межзвездного газа, их температуры и плотности?
• Почему газ разделяется на отдельные фазы, а не образует единую однородную среду?
• Как возникают области HII и горячие пузыри сверхновых?
• Как поддерживается приблизительное равновесие давлений между фазами?

Key theories

Термическая нестабильность и две стабильные фазы

Филд и его коллеги показали, что баланс нагрева и охлаждения делает газ промежуточной плотности термически нестабильным, поэтому нейтральный газ переходит в сосуществующие холодную плотную и теплую диффузную фазы при схожем давлении.

Трехфазная модель

Макки и Острикер добавили повсеместную горячую фазу, создаваемую ударными волнами сверхновых, представляя картину холодного, теплого и горячего компонентов в динамическом, регулируемом давлением сосуществовании.

Clinical relevance

Фазовая структура межзвездной среды определяет, где газ может охлаждаться и коллапсировать, образуя звезды, как рассеивается энергия сверхновых и как интерпретируются наблюдаемые индикаторы, такие как нейтральный водород и излучение ионизированного газа.

History

Работа Филда, Голдсмита и Хабинга 1969 года установила, что термическая нестабильность разделяет нейтральный газ на две стабильные фазы. Трехфазная модель Макки и Острикера 1977 года включила горячий компонент, обусловленный сверхновыми, а последующие многоволновые обзоры картировали эти фазы по всей Галактике.

Key figures

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

Seminal works

• field1969
• mckee1977
• ferriere2001

Frequently asked questions

Почему межзвездный газ разделяется на горячую и холодную фазы?

При определенных плотностях способ охлаждения газа делает промежуточные состояния нестабильными: газ имеет тенденцию смещаться либо к холодному плотному состоянию, либо к теплому диффузному. С добавлением горячего компонента сверхновыми среда в конечном итоге состоит из нескольких сосуществующих фаз при схожем давлении.

Что такое область HII?

Область HII — это зона межзвездного газа, ионизированная ультрафиолетовым светом горячих молодых звезд. Ионизированный водород светится, образуя яркие туманности, часто наблюдаемые вокруг областей недавнего звездообразования.