Neden 100 ila 6000 K arasında sıcaklıklara sahip ISM bulutları yok?

Yıldızlararası ortamda, yoğunlukları ve sıcaklıkları ile ayırt edilen birkaç farklı yaygın gaz fazı vardır. Spesifik olarak, soğuk nötr ortamın sıcaklığı ~ 50-100 K arasındadır ve sıcak nötr ortamın sıcaklığı 6.000-10.000 K arasındadır. Profesörüme göre, bu ikisi arasında sıcaklıklarla az sayıda gaz bulutu bulundu.

Böyle büyük bir boşluğun neden var olduğunu bilen var mı?

temperature interstellar-medium

— Phiteros
kaynak

İlgili: Yıldızlararası boşluk ne kadar soğuk? ve yıldızlararası ortamın yoğunluk dağılımları .

— pela

Let , ve hidrojen sayı yoğunluğu, gaz sıcaklığı ve , burada sayı yoğunluğudur yıldızlararası ortamın inci bileşeni. Daha sonra termal denge kriterlerini olarak yazabiliriz $n$ $T$ $x_i$ $n_i/n$ $n_i$ $i$

n^{2} Λ (n, T, x_{ben}) - n Γ (n, T, x_{ben}) \equiv n^{2} L = 0

$n^2\Lambda(n,T,x_i)-n\Gamma(n,T,x_i)\equiv n^2\mathcal{L}=0$ burada

ve sırasıyla ısıtma ve soğutma fonksiyonları ve

bu fonksiyonlar ve

ile tanımlanır . Denge dengesizse,

Λ

$\Lambda$

Γ

$\Gamma$

L

$\mathcal{L}$

n

$n$

entropi

. Farklı instabilite koşullarına Bu yol açar olarak adlandırılanizokorikveizobarikkararsızlıkları (Alan (1965),

). Bunlar gazın sıcaklığı, basıncı ve yoğunluğundan belirlenebilir (ayrıca gazın ideal bir gaz olarak tahmin edilebileceği varsayılarak).

(\frac{\partial L}{\partial S}) < 0

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial S}\right)<0$

S

$S$

Eq 4 a, 4 b

$\text{Eq } 4a,4b$

Genel olarak, ve belirlenmesi karmaşıktır, ancak güç yasası ve katlanarak bozulan faktörlerin kombinasyonları genellikle yeterli olabilir. Örnek olarak çok fazla görünen bir örnek eğri Dalgarno ve McCray (1972) tarafından hesaplanmıştır , Şekil 2: $\Lambda$ $\Gamma$

$\sim10,000\text{ K}$ $\log P/\log n$

Gerçekte, iki fazlı model aşırı basitleştirmedir ve ISM'nin daha farklı bileşenleri vardır. Bununla birlikte, izokorik / izobarik dengesizlikler, bulutların kararlı dengede bulunabileceği aralığı hala sınırlar ve ilgili sıcaklık aralığındaki gazın eksikliğini açıklar.

Beni açısından üzerinde durmak edelim İzobarik ve izokorik . Termodinamikte, bazı termodinamik değişkenlerin belirli bir durumda sabit kaldığını varsaymak bazen uygundur. İzotermal süreçler sabit sıcaklıkta meydana gelir; benzer şekilde sabit basınçta izobarik süreçler ve sabit hacimde izokorik süreçler meydana gelir.

\begin{matrix} (Isochoric) & {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{ρ} < 0 \end{matrix}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{\rho}<0\tag{Isochoric}$

\begin{matrix} (Isobaric) & {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{p} = {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{ρ} - \frac{ρ_{0}}{T_{0}} {(\frac{\partial L}{\partial ρ})}_{T} < 0 \end{matrix}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{p}=\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{\rho}-\frac{\rho_0}{T_0}\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial\rho}\right)_T<0\tag{Isobaric}$

{(\frac{\partial L}{\partial bir})}_{B}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial A}\right)_B$

L

$\mathcal{L}$

A

$A$

B

$B$

— HDE 226868
kaynak

Anladığım kadarıyla, bulutlar özellikle dengede değil. Bu hesaplama sadece zaman ölçeğinin dengede değerlendirilebilecek kadar uzun olduğu varsayımına mı dayanıyor?

— Phiteros

@Phiteros Evet, bu sadece yaklaşık bir dengedir. Pertürbasyonlar her zaman ortaya çıkar ve bulutun sıcaklığını değiştirebilirler, ancak büyük ölçekli değişikliklerin dışarıdan etkilenmeden aniden gerçekleştiğini görmezsiniz.

— HDE 226868

Güzel soru, güzel cevap, şimdi bir takip sorusu sordum .

— 17:20