¿Cómo forman los átomos de hidrógeno interestelares las estrellas?

Question

Me gustaría aprender los conceptos básicos acerca de cómo la materia interestelar de los contratos en las estrellas bajo la influencia de la gravedad.

Algunas de mis preguntas:

Supongamos que un ideal infinito y gran nube de igualmente distribuidos los átomos de hidrógeno de cero K de temperatura. Va a colapsar en una estrella si hay un pequeño inhomogenity en cualquier lugar, por ejemplo un solo polvo de grano, o un solo metro cúbico de espacio más que el promedio del número de átomos de hidrógeno?

¿Cuál es el efecto de la temperatura? Obviamente, si la materia interestelar está caliente, el individuo átomos de hidrógeno tienen una alta velocidad de lo que sería necesario mucho más que la gravedad de condensar en una estrella.

¿Cuál es el efecto de la ionización, o ¿qué pasa si considero que las moléculas en lugar de los átomos individuales, o incluso objetos más grandes, tales como granos de polvo.

Le agradecería si puede me apunto a los correspondientes libros de texto de física o cursos en línea.

Answer 1

Carroll y Ostlie, y Shu son dos excelentes textos introductorios que tienen buenas discusiones de la formación de estrellas. El primero es un poco más cuantitativa, el último cualitativa. También la línea de las notas de la Marca Krumholz son fantásticos, si usted tiene algunos antecedentes en la física. La página de la wikipedia no está mal para los conceptos.

La Formación De Estrellas

El tratamiento más básico de la formación de estrellas es generalmente 'Jeans Colapso' (o 'Inestabilidad'). Usted comienza con un gran alcance de gas, y estimar en qué masa y el radio (el "Jean de la Misa" y "Jean de la Radio") de la 'nube' se derrumbará y se empiezan a formar las estrellas. El material inicial que tiene que tener un no-cero de temperatura, porque: 1) llegar a 0 grados Kelvin es imposible, 2) el movimiento térmico y de presión es lo que mantiene el gas de tener ya colapsó.

Como usted sugiere, inicial perturbaciones de densidad (que siempre hay un montón de) puede ser una semilla inicial de colapso. Si usted se imagina una perfecta distribución uniforme del frío de la materia, cualquier aumento en la densidad es inestable y va a desencadenar el colapso gravitacional. El colapso se piensa generalmente para ser "jerárquico" - - - una gran nube o "grupo" (1,000 s - 10.000 s de masas solares) comenzará a colapsar, luego de menores 'núcleos' (de 100 masas solares) va a colapsar dentro de ella, y finalmente protostars dentro de los núcleos.

Si el gas está caliente, no va a colapsar debido a la presión térmica resiste la gravedad. Por lo tanto la formación de estrellas requiere de refrigeración (los detalles de los cuales son un área de investigación muy activa). Para formar estrellas, gas que necesita para llegar a cerca de 10 grados Kelvin (muy frío!!!). En temperaturas tan bajas, el hidrógeno neutro (iones de existir a temperaturas más altas), y, finalmente, combinado en 'el hidrógeno molecular' ($H_2$).

Polvo (moléculas más pesado que el $H_2$ en astro-lenguaje) ayuda a la refrigeración, y por lo tanto se asocia con una mayor formación de estrellas. El polvo y los gases moleculares son las principales cosas que ver en la formación de estrellas activas regiones, como la Nebulosa de Carina

Answer 2

Si usted tomó lo que he descrito literalmente, tan infinito en extensión (así que no hay fuerza neta sobre cada punto) y en 0K para cada partícula no se mueve, dejando de lado otras lío de 0K, entonces usted puede tener sólo una estática nube de polvo, pero como este no es su aspecto físico que en lugar de un número finito de la nube en algunos temperatura cercana a 0. A continuación, como se describe arriba wold terminar con estrellas como resultado de la primera de toda una fuerza neta hacia algún centro, y también en los locales de las regiones de mayor densidad que recoja de la materia finalmente así. El aumento de la temperatura significa que cada partícula se siente más en el pozo gravitatorio del sistema, por lo que probablemente reduzca la conjunto de la formación de estrellas hacia abajo un poco. Como las estrellas comienzan a formarse, las partículas naturalmente ganancia de más de la energía cinética y la temperatura aumentaría así que habrá algún tipo de presión hacia afuera resistir el colapso, pero en general la gravedad iba a ganar si estamos hablando de un gran nube de polvo. Si estamos hablando de cerca del cero absoluto, entonces no existiría la ionización a menos que la densidad es muy baja y la probabilidad de iones positivos y negativos, que se reúne es muy baja. Mirando las moléculas y más grande, cualquier cosa que aumente la no-homogeneidad resultado sería más rápido colapso creo.

No estoy seguro de lo maravilloso que es y exactamente cómo corregir algunos bits son, pero estoy seguro que otros que corregir cuando sea necesario, pruebe a buscar en Newtoniana de la gravedad específicamente el potencial en el interior de un esféricamente simétrico cuerpo con densidad constante. Creo que sería muy instructivo.