温度が100〜6,000KのISMクラウドがないのはなぜですか？

星間媒質には、ガスの密度と温度によって区別されるいくつかの異なる拡散相があります。具体的には、冷たい中性媒質の温度は約50〜100 Kで、温かい中性媒質の範囲は6,000〜10,000 Kです。私の教授によると、これらの2つの間の温度のガス雲はほとんど見つかりませんでした。

このような大きなギャップが存在する理由を誰かが知っていますか？

temperature interstellar-medium

— フィテロス
ソース

関連：星間空間はどれくらい寒いですか？と星間物質の密度分布。

— ペラ2017

ましょう、、および水素の数密度、ガスの温度であり、およびここで、数密度である星間媒質の番目の成分。我々は、次にように熱平衡のための条件を記述することができ $n$ $T$ $x_i$ $n_i/n$ $n_i$ $i$

n^{2} Λ (n, T, x_{i}) - n Γ (n, T, x_{i}) \equiv n^{2} L = 0

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

と

はそれぞれ加熱関数と冷却関数であり、

はこれらの関数と

によって定義されます。平衡が不安定な場合、

Λ

$\Lambda$

Γ

$\Gamma$

L

$\mathcal{L}$

n

$n$

エントロピー

。これにより、等容性および等圧性不安定性と呼ばれるさまざまな不安定性条件が生じます（Field（1965）、

）。これらは、ガスの温度、圧力、および密度から決定できます（また、ガスを理想的なガスとして近似できると仮定します）。

(\frac{\partial L}{\partial S}) < 0

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

S

$S$

Eq 4 a, 4 b

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

$\Lambda$ $\Gamma$

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

実際には、2フェーズモデルは単純化しすぎており、ISMにはより明確なコンポーネントがあります。ただし、等圧/等圧不安定性は、雲が安定平衡で存在できる範囲を制限し、関連する温度範囲でのガスの不足を説明します。

等圧および等張という用語について詳しく説明します。熱力学では、いくつかの熱力学変数が特定の状況で一定のままであると仮定すると便利な場合があります。等温プロセスは一定の温度で発生します。同様に、等圧プロセスは一定の圧力で発生し、定容プロセスは一定の体積で発生します。

\begin{matrix} (Isochoric) & {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{ρ} < 0 \end{matrix}

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

\begin{matrix} (Isobaric) & {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{p} = {(\frac{\partial L}{\partial T})}_{ρ} - \frac{ρ_{0}}{T_{0}} {(\frac{\partial L}{\partial ρ})}_{T} < 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 L}{\partial A})}_{B}

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

L

$\mathcal{L}$

A

$A$

B

$B$

— HDE 226868
ソース

雲が具体的には均衡していないというのが私の理解です。この計算は、タイムスケールが平衡状態であると見なすことができるほど十分に長いという仮定に基づいていますか？

— Phiteros 2017

@Phiterosはい、それはおおよその平衡にすぎません。摂動は常に現れ、雲の温度を変化させる可能性がありますが、大規模な変化が外部の影響なしに突然発生することはありません。

— HDE 226868

良い質問、良い答え、フォローアップの質問をしました。

— uhoh