Molekylärt moln

LH 95.jpg
Stjärnbildning
Objektklasser
Teoretiska begrepp

Ett molekylärt moln , ibland kallat en stjärnkammare (om stjärnbildning sker inom), är en typ av interstellärt moln , vars täthet och storlek tillåter absorptionsnebulosor , bildning av molekyler (vanligen molekylärt väte , H 2 ), och bildandet av H II-regioner . Detta i motsats till andra områden av det interstellära mediet som innehåller övervägande joniserad gas .

Molekylärt väte är svårt att upptäcka med infraröd och radioobservationer, så den molekyl som oftast används för att bestämma närvaron av H 2 är kolmonoxid (CO). Förhållandet mellan CO- ljusstyrka och H 2 -massa tros vara konstant, även om det finns skäl att tvivla på detta antagande i observationer av vissa andra galaxer .

Inom molekylära moln finns regioner med högre densitet, där mycket damm och många gaskärnor finns, kallade klumpar. Dessa klumpar är början på stjärnbildning om gravitationskrafterna är tillräckliga för att få dammet och gasen att kollapsa.

Historia

Formen av molekylära moln av interstellärt stoft och vätgas spårar dess kopplingar till bildandet av solsystemet , för ungefär 4,6 miljarder år sedan. [ tveksamt – diskutera ]

Förekomst

Molekylmoln Barnard 68 , cirka 500 ly avlägset och 0,5 ly i diameter

Inom Vintergatan står molekylära gasmoln för mindre än en procent av volymen av det interstellära mediet (ISM), men det är också den tätaste delen av mediet, som omfattar ungefär hälften av den totala gasmassan i solens inre galaktisk omloppsbana. Huvuddelen av den molekylära gasen finns i en ring mellan 3,5 och 7,5 kiloparsecs (11 000 och 24 000 ljusår ) från mitten av Vintergatan (solen är cirka 8,5 kiloparsecs från mitten). Storskaliga CO-kartor över galaxen visar att positionen för denna gas korrelerar med galaxens spiralarmar. Att molekylär gas förekommer övervägande i spiralarmarna tyder på att molekylära moln måste bildas och dissociera på en tidsskala som är kortare än 10 miljoner år - den tid det tar för material att passera genom armregionen.

Circinus molekylära moln har en massa runt 250 000 gånger solens.

Vertikalt mot galaxens plan bebor molekylgasen det smala mittplanet av den galaktiska skivan med en karakteristisk skalhöjd , Z , på cirka 50 till 75 parsecs, mycket tunnare än den varma atomen ( Z från 130 till 400 parsecs) och varm joniserade ( Z omkring 1000 parsecs) gasformiga komponenter i ISM . Undantaget från den joniserade gasfördelningen är H II-regioner , som är bubblor av het joniserad gas som skapas i molekylära moln av den intensiva strålningen som avges av unga massiva stjärnor och som sådana har de ungefär samma vertikala fördelning som molekylgasen.

Denna fördelning av molekylär gas beräknas i medeltal över stora avstånd; den småskaliga fördelningen av gasen är dock mycket oregelbunden med det mesta koncentrerat i diskreta moln och molnkomplex.

Typer av molekylära moln

Jätte molekylära moln

Inom några miljoner år kommer ljuset från ljusa stjärnor att ha kokat bort detta molekylära moln av gas och damm. Molnet har brutit av från Carinanebulosan . Nybildade stjärnor är synliga i närheten, deras bilder rodnade av blått ljus som helst sprids av det genomträngande dammet. Den här bilden sträcker sig över cirka två ljusår och togs av rymdteleskopet Hubble 1999.
En del av Oxens molekylära moln

En stor samling av molekylär gas som har mer än 10 tusen gånger solens massa kallas ett gigantiskt molekylärt moln ( GMC ). GMC är cirka 15 till 600 ljusår (5 till 200 parsecs) i diameter, med typiska massor av 10 tusen till 10 miljoner solmassor. Medan den genomsnittliga densiteten i solens närhet är en partikel per kubikcentimeter, är medeldensiteten för en GMC hundra till tusen gånger så stor. Även om solen är mycket tätare än en GMC, är volymen av en GMC så stor att den innehåller mycket mer massa än solen. Understrukturen i en GMC är ett komplext mönster av filament, ark, bubblor och oregelbundna klumpar.

Filament är verkligen överallt i molekylmolnet. Täta molekylära filament kommer att splittras till gravitationellt bundna kärnor, varav de flesta kommer att utvecklas till stjärnor. Kontinuerlig ansamling av gas, geometrisk böjning och magnetiska fält kan styra det detaljerade fragmenteringssättet av filamenten. I superkritiska filament har observationer avslöjat kvasi-periodiska kedjor av täta kärnor med ett avstånd på 0,15 parsec jämförbart med filamentets inre bredd.

De tätaste delarna av filamenten och klumparna kallas "molekylära kärnor", medan de tätaste molekylära kärnorna kallas "täta molekylära kärnor" och har densiteter som överstiger 10 4 till 10 6 partiklar per kubikcentimeter. Observationsmässigt spåras typiska molekylära kärnor med CO och täta molekylära kärnor spåras med ammoniak . Koncentrationen av damm i molekylära kärnor är normalt tillräcklig för att blockera ljus från bakgrundsstjärnor så att de visas i silhuetten som mörka nebulosor .

GMC är så stora att "lokala" kan täcka en betydande del av en konstellation; så de hänvisas ofta till med namnet på den konstellationen, t.ex. Orion molekylära moln (OMC) eller Taurus molekylära moln (TMC). Dessa lokala GMC är uppställda i en ring i närheten av solen som sammanfaller med Gould-bältet . Den mest massiva samlingen av molekylära moln i galaxen bildar en asymmetrisk ring kring det galaktiska centrumet med en radie av 120 parsecs; den största komponenten i denna ring är Sagittarius B2- komplexet. Skyttens region är kemiskt rik och används ofta som ett exempel av astronomer som söker efter nya molekyler i det interstellära rymden.

Fördelning av molekylär gas i 30 sammanslagna galaxer.

Små molekylära moln

Huvudartikel: Bok globule

Isolerade gravitationsbundna små molekylära moln med massor som är mindre än några hundra gånger solens, kallas Bok-kulor . De tätaste delarna av små molekylära moln motsvarar de molekylära kärnor som finns i GMC och ingår ofta i samma studier.

Diffundera molekylära moln på hög latitud

Huvudartikel: Infraröd cirrus

1984 identifierade IRAS [ förtydligande behövs ] en ny typ av diffusa molekylära moln. Dessa var diffusa filamentformiga moln som är synliga på höga galaktiska breddgrader . Dessa moln har en typisk densitet på 30 partiklar per kubikcentimeter.

Processer

Unga stjärnor i och runt det molekylära molnet Cepheus B. Strålning från en ljusstark, massiv stjärna förstör molnet (uppifrån och ner i den här bilden) samtidigt som det utlöser bildandet av nya stjärnor.

Stjärnbildning

Huvudartikel: Stjärnbildning

Bildandet av stjärnor sker uteslutande inom molekylära moln. Detta är en naturlig följd av deras låga temperaturer och höga densiteter, eftersom gravitationskraften som verkar för att kollapsa molnet måste överstiga de inre trycken som verkar "utåt" för att förhindra en kollaps. Det finns bevis för att de stora, stjärnbildande molnen är begränsade till en stor del av sin egen gravitation (som stjärnor, planeter och galaxer) snarare än av yttre tryck. Bevisen kommer från det faktum att de "turbulenta" hastigheterna härleds från CO-linjebreddskala på samma sätt som omloppshastigheten (en virial relation).

Fysik

Serpens South- stjärnhopen är inbäddad i ett filamentartat molekylärt moln, sett som ett mörkt band som passerar vertikalt genom klustret. Detta moln har fungerat som en testbädd för studier av molekylär molnstabilitet.

Molekylära molns fysik är dåligt förstådd och mycket omdiskuterad. Deras inre rörelser styrs av turbulens i en kall, magnetiserad gas, för vilken de turbulenta rörelserna är mycket överljudsmässiga men jämförbara med hastigheterna för magnetiska störningar. Detta tillstånd tros förlora energi snabbt, vilket kräver antingen en total kollaps eller en stadig återinjicering av energi. Samtidigt är molnen kända för att störas av någon process – troligen effekterna av massiva stjärnor – innan en betydande del av deras massa har blivit stjärnor.

Molekylära moln, och särskilt GMC, är ofta hemmet för astronomiska masers .

Lista över molekylära molnkomplex

För synliga grupper av mörka nebulosor , se Mörk molnkonstellation .
Vintergatan sett av Gaia , med framträdande mörka nebulosor av vilka många är molekylära molnkomplex (märkta med vitt), såväl som framträdande stjärnmoln (märkta med svart).

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Molecular_cloud&oldid=1138513862 "