В межзвездной среде существует несколько различных диффузных фаз газа, различающихся по их плотности и температуре. В частности, холодная нейтральная среда имеет температуры от ~ 50 до 100 К, а теплая нейтральная среда колеблется от 6000 до 10000 К. По словам моего профессора, было обнаружено немного газовых облаков с температурами между этими двумя.
Кто-нибудь знает, почему существует такой большой разрыв?
temperature
interstellar-medium
Phiteros
источник
источник
Ответы:
Пусть , и плотность водорода, температура газа и , где - плотность го компонента межзвездной среды. Затем мы можем записать критерии теплового равновесия как где и и функции нагрева и охлаждения, соответственно, и определяются через эти функции и . Если равновесие неустойчиво, для энтропииn T xi ni/n ni i
In general,Λ and Γ are complicated to determine, although combinations of power-law and exponentially decaying factors may often be sufficient. An example curve that seems to pop up a lot as an example was calculated by Dalgarno & McCray (1972), Figure 2:
More accurate measurements have been made since then, but the general shape is still applicable. The warm neutral medium occupies the area near the sharp change at around∼10,000 K , and the cold neutral medium occupies the area in the left of the diagram. Another way to visualize this is on a logP/logn diagram like this one (from these slides, annotated from Wolfire et al. (1995)):
In reality, the two-phase model is an oversimplification, and the ISM has more distinct components. However, the isochoric/isobaric instabilities still limit the range in which clouds can exist in stable equilibria, and explain the dearth of gas in the relevant temperature range.
Let me elaborate on the terms isobaric and isochoric. In thermodynamics, it is sometimes convenient to assume that some thermodynamic variables remain constant in a certain situation. Isothermal processes occur at constant temperature; likewise, isobaric processes occur at constant pressure and isochoric processes occur at constant volume.
The equations for the two instabilities are
As a final note on notation,
источник