100에서 6,000K 사이의 온도를 가진 ISM 구름이없는 이유는 무엇입니까?

성간 매체에는 밀도와 온도로 구별되는 가스의 여러 가지 확산 상이 있습니다. 특히, 차가운 중성 매체의 온도는 ~ 50-100K이고 따뜻한 중성 매체의 범위는 6,000-10,000K입니다. 교수에 따르면이 두 가지 사이의 온도에서 가스 구름이 거의 발견되지 않았습니다.

왜 그런 큰 격차가 존재하는지 아는 사람이 있습니까?

temperature interstellar-medium

— 피 테로스
소스

관련 : 감기 성간 공간이 얼마나? 및 성간 매체의 밀도 분포 .

— pela

하자 , , 그리고 수소의 수밀도, 가스의 온도, 그리고 여기서, 의 개수 밀도 인 성간의 일 구성 요소. 우리는 다음과 같이 열 평형 기준을 작성할 수 $n$ $T$ $x_i$ $n_i/n$ $n_i$ $i$

엔^{2} Λ (엔, 티, {엑스}_{나는}) - 엔 Γ (엔, 티, {엑스}_{나는}) \equiv 엔^{2} 엘 = 0

$n^2\Lambda(n,T,x_i)-n\Gamma(n,T,x_i)\equiv n^2\mathcal{L}=0$ 여기서

및

및 가열 및 냉각 기능은 각각,

은 이러한 기능 및

통해 정의됩니다 . 평형이 불안정하면

Λ

$\Lambda$

Γ

$\Gamma$

L

$\mathcal{L}$

n

$n$

엔트로피

. 이것은등방성및등용 성불안정성으로불리는 상이한 불안정성 조건을초래한다 (Field (1965),

). 이들은 가스의 온도, 압력 및 밀도로부터 결정될 수있다 (또한 가스가 이상적인 가스로 근사 될 수 있다고 가정).

(\frac{\partial 엘}{\partial 에스}) < 0

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial S}\right)<0$

S

$S$

Eq 4 a, 4 b

$\text{Eq } 4a,4b$

$\Lambda$ $\Gamma$

$\sim10,000\text{ K}$ $\log P/\log n$

실제로 2 단계 모델은 지나치게 단순화 된 것이며 ISM에는보다 뚜렷한 구성 요소가 있습니다. 그러나, 등방성 / 등압 불안정성은 구름이 안정 평형 상태로 존재할 수있는 범위를 제한하고 관련 온도 범위에서 가스의 부족을 설명합니다.

등용 매 와 등용 매 라는 용어를 자세히 설명하겠습니다 . 열역학에서는 특정 상황에서 일부 열역학적 변수가 일정하게 유지된다고 가정하는 것이 편리한 경우가 있습니다. 등온 공정 은 일정한 온도에서 발생합니다. 마찬가지로, 등압 공정 은 일정한 압력에서 발생하고 등방성 공정 은 일정한 부피로 발생합니다.

\begin{matrix} (등장) & {(\frac{\partial 엘}{\partial 티})}_{ρ} < 0 \end{matrix}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{\rho}<0\tag{Isochoric}$

\begin{matrix} (등변) & {(\frac{\partial 엘}{\partial 티})}_{피} = {(\frac{\partial 엘}{\partial 티})}_{ρ} - \frac{ρ_{0}}{티_{0}} {(\frac{\partial 엘}{\partial ρ})}_{티} < 0 \end{matrix}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{p}=\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial T}\right)_{\rho}-\frac{\rho_0}{T_0}\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial\rho}\right)_T<0\tag{Isobaric}$

{(\frac{\partial 엘}{\partial ㅏ})}_{비}

$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial A}\right)_B$

L

$\mathcal{L}$

A

$A$

B

$B$

— HDE 226868
소스

구름이 구체적으로 평형 상태가 아니라는 것을 이해합니다. 이 계산은 타임 스케일이 평형으로 간주 될 수있을만큼 충분히 길다는 가정에 기초한 것입니까?

— Phiteros

@Phiteros 네, 대략적인 균형 일뿐입니다. 섭동은 항상 나타나고 구름의 온도가 변할 수 있지만 외부 영향없이 갑자기 큰 변화가 발생하지는 않습니다.

— HDE 226868

좋은 질문, 좋은 답변, 이제 후속 질문을했습니다 .

— uhoh