Тайны межзвездной среды, рождения и смерти звезд.

moralg — 01.09.2021 С формальной точки зрения все, что заполняет пространство между звездами в галактиках, называют межзвездной средой (МЗС). В это все включают газ (в том числе и ионизованный), пыль, космические лучи, магнитные поля и электромагнитные волны (в том числе и свет от звезд). Космические лучи мы уже обсуждали. Свет от звезд мы и так видим. Магнитные поля заметного влияния на состав и структуру МЗС не оказывают. А газ и пыль - то главное, из чего рождаются звезды и их планетные системы и во что они превращаются умирая. Поэтому вглядимся в состав, структуру и свойства межзвездных газа и пыли. И посмотрим - как они создают звезды...

      1. Газ.
      Газ в дисках галактик состоит в основном из атомарного и молекулярного водорода с небольшой, но ощутимой, примесью гелия. Газ обычно концентрируется в облака. Вне этих облаков плотность газа обычно ничтожна - меньше одной частицы (молекулы или атома) на кубический сантиметр. В облаках же плотность газа может составлять десятки (облака атомарного водорода), и даже сотни и тысячи (молекулярные облака, в том числе гигантские - ГМО) частиц на кубический сантиметр.
      Газ и вне облаков и во всех типах облаков является столкновительной системой частиц. В том смысле, что длина свободного пробега частицы (от одного столкновения до другого с подобными частицами) много меньше размеров системы. Действительно, длина свободного пробега частицы λ такова:
                                                        λ ~ 1 / (nσ),     

где n - число рассматриваемых частиц в единице объема, σ - площадь поперечного сечения частицы. Для простоты будем считать, что в среднем в межзвездном газе порядка одного атома водорода в куб. см. (пересчет на любую другую плотность газа тривиален). И поскольку размер такого атома хорошо известен, то в таком межзвездном газе λ ~ 10¹⁶ см ~ 10^-2  световых года. Поскольку один световой год равен примерно 10¹⁸ см.
      Много это или мало? Толщина газового диска Галактики в окрестности Солнца составляет несколько сот световых лет. Поэтому любой атом межзвездного газа успеет десятки и сотни тысяч раз столкнуться с себе подобными прежде чем сможет пересечь толщу диска Галактики.

Во внеоблачной разреженной МЗС температура газа довольно высока и достигает Т ~ 10³ - 10⁴ °К. В гораздо более плотной облачной среде температура существенно ниже - в облаках атомарного водорода Т ~ 10² °К, а в облаках молекулярного водорода (особенно в гигантских МО) температура Т ~ 10-20 °К.
      Столь низкая температура в МО приводит к тому, что в них возникает гравитационная неустойчивость, в результате раскачки которой образуются звезды и их планетные системы. Как правило, МО достаточно велики и звезды в них рождаются группами. В гигантских МО число звезд в таких группах достигает порой многих сотен и даже тысяч. Такие группы называют рассеянными звездными скоплениями. Прекрасный пример пары таких скоплений приведен на этом снимке:

      В левом нижнем углу этого снимка - молодое звездное звездное скопление (возраст около 150 млн. лет), в правом верхнем углу - старое звездное скопление (возраст порядка 2 млрд. лет). Старое находится в пять раз дальше молодого и потому выглядит маленьким.

      2. Пыль.
      Пыль в МЗС состоит, как правило, из частиц размером до 10^-6 см из атомов второй и третьей строк таблицы Менделеева, генерируемых в недрах звезд в ходе термоядерных реакций и выбрасываемых звездами в МЗС на конечных стадиях эволюции звезд. Общая масса пыли в МЗС не превышает сотой доли массы газа в МЗС. Но именно этой, казалось бы, малой доли оказывается достаточно для образования планет и астероидов, вращающихся вокруг практически всез звезд в галактиках. 

      3. Туманности.
      МЗС в галактиках образует разные типы пространственных структур. Которые принято называть туманностями. Разнообразие их форм, типов и природы настолько велико, что им придется посвятить не одну статью.

  P.S. В моей миниэнциклопедии "Эскизы космоса" уже 90 статей. Читайте на здоровье.:)

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив