为什么没有温度在100至6,000K之间的ISM云？

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？

设，T和x 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 我）- ñ Γ （Ñ ，Ť ，X 我）≡ Ñ 2 大号 = $n$$T$$x_i$$n_i/n$$n_i$$i$

$$n^2\Lambda(n,T,x_i)-n\Gamma(n,T,x_i)\equiv n^2\mathcal{L}=0$$ 其中和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， （∂ $\Lambda$$\Gamma$$\mathcal{L}$$n$ 用于熵小号。这导致了不同的不稳定条件，称为等速和等压不稳定性（Field（1965），Eq 4a，4b）。这些可以从气体的温度，压力和密度确定（还假设该气体可以近似为理想气体）。 $$\left(\frac{\partial\mathcal{L}}{\partial S}\right)<0$$ $S$$\text{Eq } 4a,4b$

$\Lambda$$\Gamma$

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

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。

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让我解释的条款等压和等容。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，等容过程在恒定体积下发生。

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

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