<< 4.3 Oblaka neitral'nogo vodoroda | Oglavlenie | 4.5 Molekulyarnye oblaka, oblasti >>
4.4 Ionizovannyi vodorod i zony NII
Vodorod - samyi rasprostranennyi element MZS.
Potencial ionizacii vodoroda s osnovnogo urovnya
eV,
poetomu vodorod mozhet byt' ionizovan kvantami bol'shih energii
(t.e. izlucheniem s dlinoi volny koroche predela Laimanovskogo kontinuuma
A,
Gc).
Pomimo ionizacii fotonami vozmozhna ionizaciya
elektronnym udarom. Formal'no "temperatura ionizacii", sootvetstvuyushaya
energii 13.6 eV, ochen' velika - okolo 158000 K, odnako
ionizaciya vodoroda nastupaet znachitel'no ran'she, nachinaya s temperatur
okolo 3000 K, i k 10000 K vodorod polnost'yu ionizovan. Eto svyazano s tem,
chto otnositel'naya koncentraciya ionov opredelyaetsya ionizacionnym ravnovesiem
v plazme, t.e. dinamicheskim balansom processov ionizacii i rekombinacii.
Pri etom sleduet imet' v vidu, chto pri stolknovenii elektrona s ionom
veroyatnost' ionizacii namnogo bol'she, chem veroyatnost' rekombinacii. Poetomu
maksimum funkcii 
dostigaetsya pri temperature 
(
- energiya ionizacii iona 
), kogda dolya elektronov
s energiei dostatochnoi dlya ionizacii atoma otnositel'no nevelika.
Otmetim, chto s rostom
zaryada iona 
otnoshenie 
stanovitsya men'she. Neobhodimye dlya
podderzhaniya ionizacionnogo ravnovesiya vozbuzhdenie i ionizaciya atomov
osushestvlyaetsya elektronami s energiei
, t.e.
eksponencial'no
maloi dolei vysokoenergichnyh elektronov iz "hvosta" maksvellovskogo
raspredeleniya. Esli vypolnyayutsya usloviya LTR (naprimer,
v zvezdnyh atmosferah), ravnovesnaya stepen' ionizacii ionov opredelyaetsya
po formule Saha.
Zony NII - ochen' rasprostranennyi vid emissionnyh
tumennostei vokrug goryachih zvezd,
harakterizuyushihsya polnoi ionizaciei vodoroda UF-izlucheniem s
A. Yarkie gigantskie zony HII, otlichno
vidimye v drugih galaktikah, yavlyayutsya indikatorami zon aktivnogo
zvezdoobrazovaniya, gde mnogo molodyh goryachih zvezd vysokoi svetimosti
rannih spektral'nyh klassov. UF kvantov mozhet byt' tak mnogo, chto
ves' vodorod vokrug zony zvezdoobrazovaniya ionizovan, tak chto granica takih
zon HII nosit razmytyi klochkoobraznyi harakter, otslezhivayushii raspredelenie
plotnosti atomarnogo vodoroda. No vo mnogih sluchayah granica zony HII
opredelyaetsya moshnost'yu UF-izlucheniya central'nogo istochnika i nosit rezkii
harakter. Tolshina perehodnoi zony poryadka 
pk, v sotni raz
men'she harakternyh razmerov samoi tumannosti. Eto svyazano s lavinoobraznym
harakterom narastaniya opticheskoi tolshi dlya 
kvantov v
perehodnoi oblasti.
Fizicheskie usloviya v zonah HII daleki ot termodinamicheskogo ravnovesiya,
ionizaciya elementov raschityvaetsya na osnove uslovii ionizacionnogo
ravnovesiya (gl. obrazom balansom fotoionizacii i radiacionnoi rekombinacii).
Temperatura zon HII opredelyaetsya balansom nagreva UF-izlucheniem (pri
fotoionizacii chast' energii fotona
perehodit v kineticheskuyu energiyu otorvannogo pri
fotoionizacii elektrona, kotoryi pri dal'neishih soudareniyah peredaet etu
energiyu drugim chasticam)
i ohlazhdeniya v zapreshennyh liniyah tyazhelyh elementov
OII, OIII, NII (elektrony zatrachivayut teplovuyu energiyu na vozbuzhdenie
metastabil'nogo urovnya, a ispuskaemyi kvant vyhodit iz tumannosti i
tem samym proishodit ohlazhdenie). V zavisimosti ot temperatury
central'noi zvezdy temperatura zon HII poryadka 6000-10000 K.
Radius stacionarnoi zony HII, ogranichennoi izlucheniem,
opredelyaetsya ravenstvom chisla kvantov s A, ispuskaemoi
central'noi zvezdoi (zvezdami) za edinicu vremeni, chislu rekombinacii
vodoroda za edinicu vremeni na vse urovni, vyshe pervogo, vo vsem ob'eme
tumannosti:
- koefficient spontannoi radiacionnoi
rekombinacii na vse urovni, vyshe pervogo,
- koncentraciya elektronov i protonov,
sootvetstvenno. Rekombinaciya na pervyi (osnovnoi)
uroven' privodit k ispuskaniyu novogo kvanta s A,
kotoryi pogloshaetsya vnutri tumannosti, vyzyvaya ionizaciyu drugogo
atoma vodoroda, t.e. ne izmenyaet chislo ionizovannyh atomov po tumannosti v
celom, i dolzhna byt' isklyuchena iz balansa.
Sdelaem chislennuyu ocenku. Chislo kvantov, ispuskaemoe zvezdoi
za edinicu vremeni
gde
- potok izlucheniya ot zvezdy s edinicy poverhnosti.
Predpolozhim, chto zvezda svetit kak AChT s temperaturoi 
eV
eV.
Togda dlya 
eV (
K) i
sm
poluchaem v Vinovskom priblizhenii
Pri
K
,
, i pri
sm
poluchaem
sm. C rostom temperatury central'noi zvezdy
radius stacionarnoi zony HII vozrastaet.
Kvanty s dlinoi volny 
A sposobny ionizovyvat' gelii,
tak chto vokrug samyh goryachih zvezd nablyudayutsya zony HeII.
<< 4.3 Oblaka neitral'nogo vodoroda | Oglavlenie | 4.5 Molekulyarnye oblaka, oblasti >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika
Publikacii so slovami: zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
