为什么没有温度在100至6,000K之间的ISM云?


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在星际介质中,有几种不同的气体扩散相,以其密度和温度来区分。具体而言,冷中性介质的温度范围约为50-100 K,而中性温介质的温度范围为6,000-10,000K。据我的教授说,几乎没有发现温度介于两者之间的气体云。

有谁知道为什么存在这么大的差距?


Answers:


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Tx i为氢的数密度,气体温度和n i / n,其中n i是星际介质中第i个分量的数密度。然后,我们可以写为热平衡的标准如 Ñ 2 Λ Ñ Ť X - ñ Γ Ñ Ť X Ñ 2 大号 = 0nTxini/nnii

n2Λ(n,T,xi)nΓ(n,T,xi)n2L=0
其中Γ以及加热和冷却函数,以及L通过这些函数和n定义。如果平衡是不稳定的, 大号ΛΓLn 用于熵小号。这导致了不同的不稳定条件,称为等速等压不稳定性(Field(1965)Eq 4a4b)。这些可以从气体的温度,压力和密度确定(还假设该气体可以近似为理想气体)。
(LS)<0
SEq 4a,4b

ΛΓ

在此处输入图片说明

10,000 KlogP/logn

在此处输入图片说明

实际上,两阶段模型过于简化,而ISM具有更多不同的组成部分。然而,等压/等压不稳定性仍然限制了云在稳定平衡中可以存在的范围,并解释了在相关温度范围内气体的缺乏。


让我解释的条款等压等容。在热力学中,有时可以方便地假设某些热力学变量在特定情况下保持恒定。等温过程在恒定温度下发生。同样,等压过程在恒定压力下发生,过程在恒定体积下发生。

(Isochoric)(LT)ρ<0
(Isobaric)(LT)p=(LT)ρρ0T0(Lρ)T<0

(LA)B
LAB

我的理解是,云特别没有处于平衡状态。该计算是否仅基于时间尺度足够长以至于可以在平衡状态下考虑的假设?
Phiteros '17

@Phiteros是的,这只是一个近似的平衡。扰动总是会出现,它们可能会改变云的温度,但是在没有外界影响的情况下,您不会看到大范围的变化突然发生。
HDE 226868

好问题,好答案,现在我问了一个后续问题
uhoh
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