Ce este format din astronomie stele și spațiu

F undamentom teoriile de formare a stelelor sunt date despre mediul interstelar. Trei secole în urmă, Isaak Nyuton într-o scrisoare a lui Richard Bentley a sugerat că stelele și planetele prin forța de gravitație „îngroșat“ din cauza materiei rare. odată ce a umplut universul. De atunci, această idee este de a face cu siguranta drumul pe baza datelor observaționale pe materialul interstelar. După cum sa dovedit, este acum, în timpul nostru, sub forma unui gaz rarefiat și praf umple spațiul dintre stele. În diferite zone ale gazului interstelar galactic este semnificativ diferită în parametrii lor fizice, în anumite limite, și modificarea compoziției chimice.

Cu toate acestea, pentru oamenii de știință de cercetare fructuoase necesită întotdeauna un model de lucru simplificat al obiectului. Acum aproximativ 20 de ani mediul interstelar este sub formă de gaz fierbinte (la temperatura T = 10 april K), în care norii reci float (T = 102 K). Acest model cu două componente explică multe fenomene, dar de la mijlocul anilor '70 sub presiunea unor fapte noi a trebuit să se clarifice: observații cu ultraviolete extra-atmosferice au indicat existența unui gaz foarte fierbinte (T = 106 K), care umple cea mai mare parte din volumul de Galaxy, iar observațiile de radio terestre au deschis noi moleculara gaz foarte rece (T = 10 K), colectate în nor masiv în apropierea planului galactic.

Acum este luat pentru a reprezenta gazul interstelar ca un mediu de patru (a se vedea tabelul), cu toate că acest model nu epuizează întreaga varietate de condiții fizice în spațiul interstelar. De exemplu, în acest model nu a reprezentat Supernovele (T = 10 8) extinderea resturilor, planetaries și formează unele alte gaze, nu sunt în echilibru de presiune cu patru faze gaz interstelar de bază. Într-adevăr, volumul și greutatea lor, la fiecare moment, nu sunt semnificative în comparație cu gazul existent în galaxie. Cu toate acestea, ele mențin echilibrul de materie și energie în această răcește în mod constant și se condensează în gazul de stele.

Compoziția chimică a gazului interstelar este de aproximativ aceeași cu cea a Soarelui și majoritatea stelelor observate. 10 atomi de hidrogen (H) trebuie 1 atom de heliu (He) și o cantitate mică de alte elemente, mai grele; printre ei cel mai de oxigen (O), carbon (C) și azot (N). În funcție de temperatura și densitatea atomilor de gaz sunt „într-o stare neutră sau ionizate, o parte a moleculelor sau conglomerate solide - boabe.

În general vorbind, pentru fiecare element chimic are propria gamă de condiții în care este într-o anumită stare de ionizare. Cu toate acestea, din moment ce marea majoritate a atomilor aparține hidrogen, proprietățile sale și de a determina starea gazului interstelar ca întreg: fază fierbinte și caldă sunt domenii de hidrogen ionizat (denumite arii sau zone HII), faza rece cuprinde atomi predominant neutri de hidrogen (nori HI) și fază rece se compune din hidrogen molecular (H2), care se formează, de obicei, în părțile interioare ale norului HI dens.

moleculele de hidrogen au fost descoperite mai întâi în mediul interstelar în 1970 prin liniile de absorbție în ultraviolet în spectrele de stele fierbinți. În același an, în moleculele de monoxid de spațiu interstelar au fost găsite (CO) în emisia radio cu lungimea de unda l = 2,6 mm. Aceste două molecule sunt cele mai comune în spațiu, în care moleculele de H2 de câteva mii de ori mai mare decât moleculele de CO.

O moleculă familiarizat cu hidrogen, deoarece este se formează materialul principal de construcție a stelei. Atunci când doi atomi de hidrogen se apropie unul de altul, coaja lor electronic rearanjate dramatic: fiecare electron începe să se miște în jurul celor doi protoni, legarea lor împreună, cum ar fi electrice „lipici“. Din Condițiile spațiu unirea atomilor de hidrogen din molecula are loc cel mai probabil pe suprafețele particulelor de praf, care acționează ca un catalizator pentru această reacție.

molecula de hidrogen are o putere nu foarte mare: să-l (disociere) energia necesară de 4,5 eV sau mai perturba. O astfel de cuante de energie au o lungime de undă mai scurtă decât 275,6 nm. La fel ca razele ultraviolete din galaxie mult - ei radiază toate stelele cele mai fierbinți. Cu toate acestea, molecula de H2 în sine absoarbe aceste raze sunt extrem de reticente. De obicei, distrugerea moleculelor H2 are loc după cum urmează. energie cuantică de 11,2 eV (l = 101,6 nm) poartă una dintre molecule într-un electron stare excitată. Tranziția inversă la starea de sol este de obicei însoțită de emisie de fotoni taogo același, dar uneori nu foton emis și energia consumată pentru excitarea vibrațiilor moleculare care se termină degradarea acesteia.

După cum se cunoaște, razele ultraviolete dure cu o energie de 13,6 eV ioniza mai mulți atomi de hidrogen și, prin urmare, sunt absorbite complet mediu interstelar în imediata vecinătate a stelei fierbinte. Razele mai moale, inclusiv cele cu energia de 11,2 eV, răspândit aproape nestingherit în galaxie și distruge hidrogenul molecular ori de câte ori acesta este disponibil pentru ei. Singurul loc în care molecula de H2 poate trăi un timp relativ lung - este măruntaie de gaz dens și nori de praf în cazul în care razele ultraviolete nu poate pătrunde vălul gros de praf. Dar, din păcate, pentru același motiv hidrogenul molecular este practic inaccesibil observației.

Combinația dintre prima stare electronic excitat a unei molecule de H2 cu cuantic diferite tranziții randamentele un set de linii spectrale în gama de lungimi de undă 99,1-113,2 nm. Când lumina trece printr-o stea fierbinte sau nor translucid prin straturile exterioare ale gigant nor dens rare formate în spectrul său corespunzător liniei de absorbție a moleculelor H2. De asemenea, au fost înregistrate în 70 de ani cu ajutorul telescoapelor spațiale în spectrele de o sută de stele din apropiere.

Cu toate acestea, ne orice informații complete cu privire la distribuirea de hidrogen molecular în radiațiile ultraviolete galaxie nu se poate. Nu a rupe în măruntaiele norilor masive în cazul în care este exact de stocare principal de gaz rece -neposredstvennogo strămoș al tinerilor stele. Prin urmare, distribuția moleculelor pe noastre si alte galaxii studiate până în prezent prin metode indirecte: distribuirea altor molecule cu linii spectrale, convenabile pentru observare. Cele mai populare în această privință molecula de monoxid de carbon, monoxidul de carbon este, m. E. CO.

energia de disociere de 11,1 eV, deci poate exista în același loc unde hidrogenul molecular. Confruntate cu alți atomi și molecule molecule CO excitat și ulterior emit linii de așa-numite tranziții de rotație. Cele mai multe dintre ele sunt lungi lungimi de unda (l = 2,6 mm) sunt ușor observate în multe regiuni ale galaxiei: luminozitate nori moleculare in linia CO atinge mai multe luminozități solare (Lc = 4 * 10 33 erg / s).

Observațiile radio în CO și unele linii de drugih.molekul (HCN, OH, CN) acoperă toate nor ca un întreg, toată suprafața sa cu o varietate de condiții fizice. Observations aceleași câteva linii ale unei molecule este posibilă determinarea în fiecare zonă, temperatura și densitatea gazului. Cu toate acestea, trecerea de la intensitatea observată în linia de emisie a unei molecule (chiar și o astfel de comune ca CO) la concentrația totală, și, prin urmare, masa de gaz este plină de incertitudini considerabile. Este necesar să se facă ipoteze cu privire la compoziția chimică a norilor, proporția de atomi, „îngropat“ în particulele de praf, și m. P. Valoarea exactă a coeficientului de tranziție al intensității liniei SB la cantitatea de molecule H2 încă discutat aproximativ. Diferite cercetători folosesc valoarea acestui coeficient, distins de 2-3 ori.

Dacă da, respectiv apoi de 3 ori în următorul factor de conversie trebuie luat CO - H2. Acestea și alte incertitudini duce la. că greutatea moleculară a gazului în regiunea interioară a galaxiei (R