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).

В течение нескольких миллионов лет свет от ярких звёзд разрушит это молекулярное облако газа и пыли. Облако отделилось от туманности Киля. Вблизи видны недавно сформированные звезды, их изображения окрашены в красный цвет, так как синий свет рассеивается пылью. Это изображение охватывает приблизительно два световых года и было сделано орбитальным космическим телескопом «Хаббл» в 1999 году.

Молекулярный водород трудно зарегистрировать при помощи инфракрасных или радионаблюдений, 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][2].

Значительный размер и масса молекулярного облака приводит к эффекту гравитационной неустойчивости, из-за которого плотность вещества внутри облака становится неравномерной. В областях с повышенной плотностью при определённых условиях вещество начинает сближаться. Сближение может приобрести такую силу и скорость, что происходит гравитационный коллапс, следствием которого может стать образование новой звезды[3].

Наблюдения

В пределах нашей галактики количество молекулярного газа составляет менее одного процента объёма межзвёздной среды. В то же время это самая плотная её 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).[4]

Крупномасштабные карты распределения угарного газа в нашей галактике показывают, что положение этого газа коррелирует с её спиральными рукавами.[5] 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.[6]

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.[7] 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 звёздами 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.[4]

Типы молекулярных облаков

Гигантские молекулярные облака

Обширные области молекулярного газа с массами 104—106 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.[6]

Самые плотные части нитей и глыб называют «молекулярными ядрами», а молекулярные ядра с максимальной плотностью (больше 104—106 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.[8]

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, называемое поясом Гулда.[9] 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.[10]

Маленькие молекулярные облака
Основная статья: Глобула (астрономия)

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.[11] 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.[12]

См. также

Примечания
  1. Craig Kulesa. Overview: Molecular Astrophysics and Star Formation. Research Projects. Дата обращения: 7 сентября 2005. Архивировано 4 июля 2012 года.
  2. Вибе, Дмитрий. FAQ: Эволюция протозвездных облаков. 7 фактов об образовании звёзд, ПостНаука: Астрономия, ИД «ПостНаука» (24 мая 2013). Дата обращения 24 октября 2018.
  3. Astronomy. — Rice University, 2016. — С. 761. — ISBN 978-1938168284.
  4. Ferriere, D. The Interstellar Environment of our Galaxy (англ.) // Reviews of Modern Physics : journal. — 2001. — Vol. 73, no. 4. — P. 1031—1066. — doi:10.1103/RevModPhys.73.1031.
  5. Dame et al. A composite CO survey of the entire Milky Way (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1987. — Vol. 322. — P. 706—720. — doi:10.1086/165766.
  6. Williams, J. P.; Blitz, L.; McKee, C. F., (2000). «The Structure and Evolution of Molecular Clouds: from Clumps to Cores to the IMF». Protostars and Planets IV: 97, Tucson: University of Arizona Press.
  7. Cox, D. The Three-Phase Interstellar Medium Revisited (англ.) // Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics : journal. — 2005. — Vol. 43. — P. 337.
  8. Di Francesco, J., et al (2006). «An Observational Perspective of Low-Mass Dense Cores I: Internal Physical and Chemical Properties». Protostars and Planets V.
  9. Grenier (2004). «The Gould Belt, star formation, and the local interstellar medium». The Young Universe. Electronic preprint
  10. Sagittarius B2 and its Line of Sight (недоступная ссылка). Дата обращения: 8 ноября 2008. Архивировано 12 марта 2007 года.
  11. Low et al. Infrared cirrus - New components of the extended infrared emission (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1984. — Vol. 278. — P. L19. — doi:10.1086/184213.
  12. Gillmon, K., and Shull, J.M. Molecular Hydrogen in Infrared Cirrus (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2006. — Vol. 636. — P. 908—915. — doi:10.1086/498055.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.