성간 매체가 가장 가까운 거대한 물체를 향해 끌리지 않는 이유는 무엇입니까?

ISM은 중력에 어떻게 저항합니까? 그것은 그 위에 작용하는 유일한 힘이며, 다른 모든 입자들은 함께 모여 별을 형성하는 것처럼 보입니다. 다른 입자들 중에서 ISM을 그렇게 특별하게 만드는 것은 무엇입니까?

interstellar-medium interstellar

— 맥스
소스

ISM이 중력에 저항한다고 생각하는 이유는 무엇입니까?

— Walter

성간 매체 (ISM)의 입자가 중력에 의해서만 작용한다는 것은 사실이 아닙니다. 예를 들어

많은 경우에 ISM의 상당 부분이 이온화되며,이 경우 가스를 투과하는 자기장과 상호 작용하며 경우에 따라 상당히 강할 수 있습니다.
거대하고 따라서 빛나는 별 근처에서 방사선 압력은 ISM에 강한 힘을 가할 수 있습니다. 또한 운동량을 주변 가스로 전달하는 다량의 우주 광선 (즉 상대 론적 입자)을 방출합니다.
초신성 폭발은 ISM을 통해 확장 및 스윕되는 뜨거운 기포를 생성하여 충격파 및 은하 유출을 초래합니다.

그러나 대부분의 경우 가스 구름이 붕괴되는 것을 막을 수있는 것은 단순히 온도입니다. 위의 모든 과정에도 불구하고 중력이 가장 약한 힘에도 불구하고 가스 구름은 때때로 별을 형성하기 위해 붕괴됩니다. 그렇게하는 기준은 가스가 밀도가 높고 내부 압력 (또는 열 에너지)이 충분히 약하다는 것입니다. 이것은 Jeans instability에 의해 설명되는데 , 이는 가스 구름이 압력 력 또는 열 에너지를 중력으로 동일시함으로써 붕괴 될 가스의 기준을 공식화합니다. 이것을 표현하는 한 가지 방법이다 진 질량 $M_J$ ( 1902 진 열에너지 정확하게 중력에 의해 균형 구름의 임계 질량) :

M_{J} = ρ {(\frac{π k_{B} T}{4 μ m_{u} G ρ})}^{3 / 2} \propto \frac{T^{3 / 2}}{ρ^{1 / 2}} .

$M_J = \rho \left( \frac{\pi k_B T}{4 \mu m_\mathrm{u} G \rho} \right)^{3/2} \\ \propto \frac{T^{3/2}}{\rho^{1/2}}.$ 여기서,

k_{B}

$k_B$ ,

G

$G$ 및

m_{u}

$m_u$ Boltzmannn 상수는 중력 상수 및 원자 질량 부이다 동안

T

$T$ ,

μ

$\mu$ , 및

ρ

$\rho$ 온도, 평균 분자량 및 기체의 밀도이다.

수학 식의 두 번째 행에 해당 강조 $M_J$ 온도에 따라 증가하고, 드 밀도 주름. 즉, 가스가 너무 뜨겁거나 희석되면 붕괴에 필요한 총 질량이 높아야합니다.

일반적으로 온도가 약 이상인 경우 가스가 붕괴되어 별을 형성하지 않습니다 $10^4\,\mathrm{K}$ . 온도가 높으면 입자가 너무 빨리 움직입니다. 다양한 공정이 ISM을 수백만도까지 쉽게 가열 할 수 있기 때문에 가스가 식기 전에 냉각되어야합니다. 이를 위해서는 냉각 방사선이 필요합니다. 빠르게 움직이는 원자들이 충돌합니다 (서로 또는 전자와 더 자주). 원자의 운동 에너지 중 일부는 전자를 더 높은 수준으로 여기시키는 데 소비됩니다. 원자가 여기를 해제하면 광자가 방출되어 시스템을 떠날 수 있습니다. 결과적으로 열 에너지는 구름에서 붕괴되어 어느 시점에서 붕괴 될 정도로 냉각됩니다.

— 펠라
소스

따라서 ...., 이것은 " ISM 의 온도 와 밀도 는 무엇입니까 ?" 라는 질문을 제기 합니다.

— Eric Towers

@EricTowers : ISM의 온도는 원칙적으로 몇 켈빈에서 수백만 켈빈에 이르는 값을 가질 수 있습니다. 그러나 다양한 냉각 공정으로 인해 가스가 특정 "고원"온도에 도달합니다. 나는 이전 에 성간 공간이 얼마나 차갑습니까? . Wrt. 밀도 (

)는 ISM의 다양한 단계는 경향이 매우 거칠게 제품이되도록, 압력 평형

다소 일정하다.

n

$n$

n T

$nT$

— pela

즉, 따뜻한

K 구름은 cm

당

–

입자 의 밀도를 가질 수 있지만 , 주위의 뜨거운

K 엔벨로프는

–

가질 것이다 . 그리고 작은

K 분자 구름의 밀도를해야합니다

(이상을).

T \sim 10^{4}

$T\sim10^4$

n \sim 0.1

$n\sim0.1$

1

$1$

^{3}

$^3$

T \sim 10^{6}

$T\sim10^6$

n \sim 0.001

$n\sim0.001$

0.01

$0.01$

^{- 3}

$^{-3}$

T \sim 10^{2}

$T\sim10^2$

n \sim 10

$n\sim10$

10^{2}

$10^2$

^{- 3}

$^{-3}$

— 펠라

@EricTowers : 그것은하지 않습니다 구걸 는 질문을 제기 하거나 묻는 질문에. 질문 또는 petitio principii를 구하는 것은 작가 나 화자가 검토중인 진술이 참이라고 가정하는 논리적 오류입니다. 참조 grammarist.com/rhetoric/begging-the-question-fallacy

— Jim421616

@ Jim421616 : " 이것은 라틴어 구문 petitio principii 의 번역 이며, 누군가가 지원이없는 전제에 기초하여 결론을 내렸다는 것을 의미합니다." " 현대 언어 사용 에서 '질문을 구하는 것'은 종종 '질문을 제기하는 것'을 의미하는 것처럼 보입니다 ( '이것은 질문을 구걸합니다 ...'). 이것은 16 세기가 아니기 때문에 나는 그렇지 않습니다. 과거의 잘못된 번역과 문구 사용에 의해 제한됩니다. 내가 요청한 것은 지원이었습니다.

— Eric Towers

먼저 중력이 약하다고 생각하십시오.

ㅏ_{에스} = \frac{지 {미디엄}_{⊙}}{{아르 자형}^{2}} ≃ 3.7 \times 10^{- 13} {m / s}^{2}

$a_S=\frac{GM_\odot}{r^2}\simeq3.7\times10^{-13}\text{ m/s}^2$

M_{⊙}

$M_\odot$

$\sim10^{-3}$ $\sim10^6$ $10^4$

마지막으로 중력은 ISM에 작용하는 유일한 힘이 아닙니다. 예를 들어, 은하 자기장 은 분자 구름의 붕괴를 방지하거나 가능하게하는 등 다양한 시나리오에서 ISM의 역학에 영향을 줄 수있다 ( Farrier (2005) 참조 ).

— HDE 226868
소스

ISM은 중력에 어떻게 저항합니까?

그렇지 않습니다. 내부 및 외부의 두 가지 중력 소스가 있습니다. ISM의 내부 또는 자체 중력은 실제로 다른 답변 에서 설명 된 것처럼 붕괴 및 후속 별 형성을 초래할 수 있습니다 .

은 ISM에 어떤 별이나 가스 구름에서 외부 중력 관련성이 될 너무 약하고 아직 입증 된 바와 같이, 무시 될 수 다른 답변 .

그러나, ISM은 은하계의 모든 별, 가스 및 암흑 물질, 즉 은하계 자체 의 중력에 의한 중력 풀링의 영향을받습니다 . 이 당김에 응답하여, ISM은 우리와 같은 원반 은하와 같이 대부분의 별들과 마찬가지로 갤럭시를 거의 원형에 가까운 궤도에서 선회합니다. 따라서 ISM 은이 점에서 특별하지 않습니다 .

ISM이 왜 갤럭시 내부로 빠지지 않는가? 각도 운동량이 너무 많기 때문입니다. 상황은 지구가 태양을 끌어 당기는 것과 정확히 동일하지만 주위의 원을 그리며 (거의) 궤도를 돌고 있습니다.

마지막으로, 근처의 별들로부터의 자기력과 방사선 압력은 은하 중력보다 훨씬 약하며 ISM의 은하 궤도를 고려할 때 무시 될 수 있습니다.

— 월터
소스