Các Đám Mây Phân Tử và Vùng Hình Thành Sao

Các đám mây phân tử lạnh, đặc là nơi ươm mầm các ngôi sao, nơi trọng lực thắng thế các lực hỗ trợ và khí sụp đổ thành các ngôi sao và hệ hành tinh mới.

Definition

Các đám mây phân tử là những vùng lạnh, đặc của môi trường liên sao nơi hydro chủ yếu ở dạng phân tử và được che chắn khỏi ánh sáng sao; các vùng hình thành sao là những phần của các đám mây này nơi tự trọng lực thắng thế các lực hỗ trợ bên trong và khí sụp đổ để hình thành các ngôi sao.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc và đặc tính của các đám mây phân tử khổng lồ, các mối quan hệ tỷ lệ giữa kích thước, độ rộng vạch phổ và mật độ của chúng, vai trò của trọng lực, nhiễu loạn và từ trường trong việc điều hòa sự sụp đổ, tiêu chí Jeans cho sự bất ổn định, và trình tự hình thành các tiền sao từ các lõi đặc.

Core questions

• Các đặc tính vật lý và cấu trúc của các đám mây phân tử khổng lồ là gì?
• Điều gì thiết lập các điều kiện mà theo đó một đám mây trở nên bất ổn định về mặt hấp dẫn?
• Nhiễu loạn và từ trường điều hòa sự hình thành sao như thế nào?
• Một lõi đặc sụp đổ để hình thành một tiền sao như thế nào?

Key theories

Các mối quan hệ tỷ lệ của Larson

Larson đã phát hiện ra rằng các đám mây phân tử tuân theo các mối quan hệ liên kết kích thước, độ phân tán vận tốc bên trong và mật độ của chúng, bằng chứng cho thấy nhiễu loạn siêu thanh và cấu trúc gần cân bằng chi phối các đám mây.

Bất ổn định hấp dẫn và sự sụp đổ

Khi tự trọng lực của một đám mây vượt quá sự hỗ trợ từ áp suất nhiệt, nhiễu loạn và từ trường, được thiết lập bởi các tiêu chí như khối lượng Jeans, nó sẽ sụp đổ để hình thành các ngôi sao.

Sự sụp đổ tiền sao từ trong ra ngoài

Shu và các cộng sự đã mô tả cách một lõi đặc sụp đổ từ trong ra ngoài, hình thành một tiền sao trung tâm được bao quanh bởi một đĩa bồi tụ và một lớp vỏ đang rơi vào.

Clinical relevance

Các đám mây phân tử là nơi trực tiếp diễn ra mọi quá trình hình thành sao và hành tinh, vì vậy việc tìm hiểu chúng kết nối môi trường liên sao với nguồn gốc của các ngôi sao, hệ hành tinh và sự làm giàu hóa học của các thiên hà.

History

Việc phát hiện các phân tử liên sao, đặc biệt là carbon monoxide vào đầu những năm 1970, đã cho thấy các đám mây phân tử khổng lồ là bể chứa khí đặc chủ yếu. Các mối quan hệ tỷ lệ của Larson năm 1981 và lý thuyết sụp đổ của Shu năm 1987 đã định hình cách các đám mây này hình thành sao, một bức tranh sau đó được làm giàu bởi các nghiên cứu về nhiễu loạn và hỗ trợ từ trường.

Key figures

• Frank Shu
• Richard Larson
• Christopher McKee
• Eve Ostriker

Seminal works

• larson1981
• shu1987
• mckee2007

Frequently asked questions

Tại sao các ngôi sao hình thành trong các đám mây phân tử mà không phải ở nơi khác?

Các ngôi sao cần khí rất lạnh, đặc để sụp đổ dưới trọng lực. Các đám mây phân tử là những phần lạnh nhất, đặc nhất của môi trường liên sao, được che chắn khỏi ánh sáng sao gây nhiễu, vì vậy chúng là những nơi duy nhất mà khí có thể tập hợp và sụp đổ thành các ngôi sao.

Nếu các đám mây phân tử chủ yếu là các phân tử hydro, tại sao chúng lại được nghiên cứu bằng carbon monoxide?

Hydro phân tử khó phát hiện trực tiếp vì nó phát xạ ít ở nhiệt độ lạnh của các đám mây. Carbon monoxide, một phân tử vết, bức xạ dễ dàng và đáng tin cậy theo dõi hydro, vì vậy nó được sử dụng làm chất thay thế để lập bản đồ khí phân tử.