Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu
 

Na pervuyu stranicu 13.2 Struktura mezhzvezdnoi sredy

Lekciya 13. Mezhzvezdnaya sreda

13.2 Struktura mezhzvezdnoi sredy

Nakopivshiesya v poslednie desyatiletiya nablyudatel'nye dannye pozvolili sdelat' vazhnye vyvody o strukture mezhzvezdnoi sredy. Ona sostoit iz neskol'kih rezko otlichayushihsya drug ot druga komponentov - eto molekulyarnye oblaka, diffuznye oblaka neitral'nogo vodoroda, mezhoblachnyi gaz HI i koronal'nyi gaz. Molekulyarnye oblaka, v svoyu ochered', po masse i razmeram razdelyayutsya na temnye oblaka i globuly s nebol'shimi massami, teplye (T > 10? K) gigantskie molekulyarnye oblaka (GMO), soderzhashie O-zvezdy s zonami HII vokrug nih, i holodnye GMO.

S serediny 70-h godov HH-go veka molekulyarnyi vodorod stal vazhneishim ob'ektom issledovanii. Neozhidanno obnaruzhilos', chto v forme H2 nahoditsya bol'shaya chast' massy gaza, po krainei mere, vo vnutrennei oblasti Galaktiki (galaktocentricheskie rasstoyaniya R < 8 kpk). Issledovanie raspredeleniya molekulyarnogo vodoroda v Galaktike privelo k otkrytiyu novogo elementa struktury diska - molekulyarnogo kol'ca - oblasti rezko vyrazhennoi koncentracii molekulyarnogo vodoroda v kol'ce mezhdu R = (4 - 8) kpk. Pri etom 90% molekulyarnogo vodoroda zaklyucheno v gigantskih molekulyarnyh oblakah diametrami poryadka 10 - 50 pk (a naibolee krupnye - dazhe do 100 pk) i massami 5• 104 - 5• 106 M¤, kotorye yavlyayutsya odnimi iz samyh massivnyh edinichnyh ob'ektov v Galaktike i igrayut vazhnuyu rol' v ee dinamicheskoi evolyucii. Tak, vzaimodeistvie s gigantskimi molekulyarnymi oblakami schitaetsya vazhneishim mehanizmom razrusheniya rasseyannyh zvezdnyh skoplenii i uvelicheniya so vremenem dispersii skorostei zvezd diska, chto yavlyaetsya odnim iz ob'yasnenii sushestvovaniya zavisimosti dispersii ostatochnyh skorostei zvezd ot vozrasta. Sleduet ozhidat', chto vremya zhizni rasseyannyh skoplenii vo vnutrennih, po otnosheniyu k Solncu, oblastyah Galaktiki budet men'she, chem vo vneshnih oblastyah, chto podtverzhdaetsya redkost'yu staryh skoplenii v napravleniyah vblizi napravleniya na galakticheskii centr i bol'shei chastotoi ih vstrechaemosti vo vneshnih oblastyah Galaktiki (sm. § 7.4). Sami GMO yavlyayutsya korotkozhivushimi ob'ektami s vremenami zhizni v diapazone (107 - 108) let, poskol'ku zvezdoobrazovanie privodit k razrusheniyu GMO, togda kak oblaka bez sledov zvezdoobrazovaniya v nih redki i poetomu ne menyayut etogo vyvoda. GMO imeyut plotnosti v diapazone (102 - 103) H2/sm3 i temperatury v diapazone (5? - 30?) K. Vsego v Galaktike okolo shesti tysyach GMO, a polnoe kolichestvo molekulyarnyh oblakov primerno dvadcat' tysyach. Spektr mass molekulyarnyh oblakov horosho opisyvaetsya stepennym zakonom dN/dM ~ M-3/2, to est' ne takoi krutoi, kak u zvezd, poetomu bol'shaya chast' veshestva zaklyuchena v nemnogochislennyh naibolee massivnyh oblakah. (Interesno otmetit', chto tot zhe zakon nablyudaetsya dlya rasseyannyh i sharovyh skoplenii nashei Galaktiki.)

K sozhaleniyu, molekulyarnyi vodorod prakticheski nenablyudaem i vse vyvody o svoistvah etogo komponenta mezhzvezdnoi sredy polucheny kosvennym obrazom - putem nablyudenii molekuly CO (naibolee obil'noi molekuly posle H2) v radiodiapazone na dline volny 2.6 mm. (Sleduet otmetit', chto v molekulyarnyh oblakah obnaruzheno bolee 100 razlichnyh molekul, prichem naibolee slozhnye molekuly soderzhat do 12-13 atomov razlichnyh himicheskih elementov.) Ocenki pokazyvayut, chto vo vnutrennei po otnosheniyu k Solncu chasti Galaktiki vodoroda v molekulyarnoi forme sushestvuet namnogo bol'she, chem atomarnogo. Harakternaya polutolshina podsistemy oblakov H2 ocenivaetsya v 60 pk, chto harakterno dlya krainego naseleniya tipa I. V kol'ce s rasstoyaniyami ot centra Galaktiki (4 - 8) kpk massa H2 sostavlyaet priblizitel'no 3• 109 M¤ i pochti v 50 raz prevoshodit massu HI. Pri etom bolee oblaka H2, koncentriruyushiesya k spiral'nym vetvyam Galaktiki, tesno svyazany s oblastyami HII i proyavlyayut tendenciyu k obrazovaniyu GMO. Bolee holodnye oblaka molekulyarnogo vodoroda imeyut otnositel'no men'shie massy i k spiral'nym vetvyam ne koncentriruyutsya, a zapolnyayut ves' disk - kak mezhrukavnoe prostranstvo, tak i rukava. Otnoshenie mass teploi i holodnoi podsistem molekulyarnyh oblakov ravno 1:3. Prichem issledovanie pokazalo, chto v ploskosti Galaktiki prostranstvennaya plotnost' mezhzvezdnoi sredy vnutri radiusa solnechnoi orbity ne ustupaet plotnosti zvezdnogo naseleniya.

Eshe v 50-h godah HH-go veka bylo vyskazano predpolozhenie, chto razlichnye komponenty - fazy - neitral'nogo vodoroda imeyut priblizitel'no odinakovye davleniya i nahodyatsya v dinamicheskom ravnovesii. Razvitaya vposledstvii teoriya, sozdanie kotoroi vo mnogom svyazana s rabotami Pikel'nera (GAISh MGU), pokazala vozmozhnost' ravnovesnogo sostoyaniya dvuh faz: holodnyh plotnyh oblakov i goryachego mezhoblachnogo gaza s takim zhe, kak v oblakah, davleniem. Tem samym bylo ob'yasneno sushestvovanie oblachnoi struktury galakticheskogo gaza HI. Otmetim, chto v nastoyashee vremya chashe rassmatrivayut diffuznuyu mezhzvezdnuyu sredu, t.e. sredu sravnitel'no nizkoi plotnosti, kak sostoyashuyu iz treh faz.

Interesnymi ob'ektami yavlyayutsya tak nazyvaemye globuly Boka - molekulyarnye oblaka s harakternymi massami ~20M¤ i plotnost'yu ~104 sm-3. V nekotoryh iz nih nablyudayutsya priznaki zvezdoobrazovaniya. Globuly proyavlyayut sebya kak nebol'shie plotnye temnye obrazovaniya, zachastuyu pravil'noi formy, na fone yarkih tumannostei. Ranee delalos' predpolozhenie, chto globuly yavlyayutsya protozvezdnymi ob'ektami na samyh rannih etapah szhatiya. Odnako dal'neishie nablyudeniya pokazali, chto bol'shinstvo globul nahodyatsya v ravnovesii s okruzhayushim bolee goryachim gazom.

Gazovyi disk Galaktiki imeet ves'ma slozhnuyu strukturu.

V Galaktike pomimo gaza, obrazuyushego gazovyi disk, nablyudayutsya eshe padayushie na ploskost' diska vysokoskorostnye oblaka neitral'nogo vodoroda, pri etom skorosti otdel'nyh oblakov otnositel'no diska mogut dostigat' 400 km/s. Veroyatno chast' etih oblakov imeet vnegalakticheskoe proishozhdenie. Interesno, chto popytki naiti v etih oblakah molekuly (SO, ON) ne uvenchalis' uspehom, chto mozhet govorit' o nizkom soderzhanii v nih tyazhelyh elementov, ili o maloi opticheskoi tolshine k ul'trafioletovomu izlucheniyu, razrushayushemu molekulyarnyi gaz.

Naibolee otchetlivo svyazannyi s nashei Galaktikoi vnegalakticheskii vodorod proyavlyaetsya v vide Magellanova potoka - ogromnoi gazovo-pylevoi dugi, pohozhei na cepochku vysokoskorostnyh oblakov, protyanuvsheisya ot Magellanovyh oblakov k Galaktike. Magellanov potok lezhit v ploskosti, naklonennoi pod uglom okolo 70º k disku Galaktiki.

Privedem sravnitel'nye dannye o masse zvezdnogo i gazovogo diska, poluchennye Mecgerom v 1987g. Tak, polnaya massa diska Galaktiki ocenivaetsya v 1.2•1011M¤ , massa atomarnogo vodoroda v diske 2.1•109M¤ , massa molekulyarnogo vodoroda v diske bolee 1.4•109M¤ , massa vsei mezhzvezdnoi sredy v diske 5•109M¤. Takim obrazom, massa mezhzvezdnoi sredy sostavlyaet okolo 5% ot massy vsei Galaktiki (bez temnoi materii).

Raspredelenie plotnosti gazovoi sostavlyayushei vdol' radiusa spiral'noi galaktiki horosho izmeryaetsya dlya vneshnih Galaktik. Na ris. 13-1 pokazana zavisimost' poverhnostnoi plotnosti mezhzvezdnogo vodoroda (molekulyarnogo i atomarnogo) ot galaktocentricheskogo rasstoyaniya dlya neskol'kih galaktik iz skopleniya galaktik v sozvezdii Deva i neskol'kih galaktik vne skopleniya. Kak vidim, plotnost' gazovoi sostavlyayushei v srednem padaet k periferii galaktik priblizitel'no na dva-tri poryadka, prichem vo vneshnih oblastyah odinochnyh galaktik eto padenie plotnosti proishodit zametno medlennee.

Dobavim neskol'ko slov o prostranstvennom raspredelenii gazovoi sostavlyayushei v Galaktike. Na ris. 13-2 pokazano raspredelenie vodoroda v Galaktike v razreze vsei Galaktiki po linii s ukazannymi na risunke napravleniyami. Horosho viden izlom gazovogo diska v central'noi oblasti, a takzhe ego utolshenie i izgibanie na periferii Galaktiki. Otmetim eshe raz, chto gazovaya sostavlyayushaya horosho nablyudaetsya do rasstoyanii ot galakticheskogo centra zametno bol'shih, chem razmery zvezdnogo diska.

Raspredelenie vodoroda v Galaktike

Zavisimosti poverhnostnoi plotnosti mezhzvezdnogo vodoroda (molekulyarnogo i atomarnogo) ot galaktocentricheskogo rasstoyaniya dlya neskol'kih galaktik
Ris. 13-1
Publikacii s klyuchevymi slovami: zvezdnaya astronomiya
Publikacii so slovami: zvezdnaya astronomiya
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [3]
Ocenka: 3.1 [golosov: 217]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce


Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya