Mlhoviny > Oblasti HII

Oblasti HII

Oblast HII je prostorový útvar mezihvězdného plynu, v němž je ionizován převážně vodík. Tato ionizace je způsobena buďto zářením v ultrafialovém oboru (přibližně 91,2 nm) blízkých horkých mladých hvězd, rázovou vlnou, rentgenovým zářením nebo kosmickým zářením.

Oblasti HII září tzv. rekombinační záření v UV, viditelné, IR a radiové oblasti emisního spektra. Pomocí velikostí oblastí HII se určují vzdálenosti galaxií, které tyto oblasti obsahují. Tato metoda však není pokládána za nejpřesnější.

Hvězdy způsobůjící ionizaci mají povrchovou teplotu okolo 3x104 K, jsou jasnější více než 104 Sluncí a jsou asi 20-100 krát hmotnější. Na konci svého života tyto hvězdy explodují jako supernova, což se stane asi 10 milionů let po jejím vzniku.

IC 2944
IC 2944
IC 5070
IC 5070

Fyzikální vlastnosti

Ve viditelném spektru je oblast HII snadno rozeznatelná. Obsahuje silné emisní čáry H, C, N, O a S. Tyto čáry nám poskytují informace o chemickém složení, hustotách a teplotách fotoionizovaného plazmatu. Obálky a šířky těchto emisních čar poskytují informace o prostorovém rozložení a rychlostech emitujících iontů. Toto plazma je převážně podobné tomu nacházející se ve sluneční soustavě. Je velmi horké a zředěné. Teplota plynu je okolo (8-10)x103K a průměrná hustota je v rozmezí 102-104 částic na cm3, což je hodnota, která na Zemi nebyla dosažena ani v nejlepším vakuu.

Ne všechny oblasti HII jsou viditelné při optickém pozorování. Zlomek těchto objektů je pohřben hluboko v rodičovských molekulových mračnech. Mohou být detekovány pouze na dlouhých vlnových délkách pomocí radioteleskopů a infračervenými detektory. Jsou nazývané ultrakompaktní oblasti HII. Oblastí HII, které je reprezentují, je asi 20 % celkového počtu oblastí HII. Byly objeveny v šedesátých letech minulého století a známe jich přes 200. Díky rychlému pokroku v radiové a IR technologii naše vědomosti o těchto objektech během několika let rychle rostou.

Klasifikace

Oblasti HII můžeme rozdělit podle velikosti:

  • nadměrně stlačené (hyper kompaktní, super ultra kompaktní) – SUCHII;
  • velmi stlačené (ultra kompaktní) – UCHII;
  • stlačené (kompaktní);
  • rozlehlé nebo klasické.

Oblasti SUCHII a UCHII jsou uvnitř molekulových mračen v oblastech s vysokým tlakem a jsou neviditelné v optických teleskopech. Tyto oblasti HII byly zachyceny v radiových vlnových délkách. A podle všeho by měly být v nejmladší fázi vývoje oblastí HII.

Kompaktní, klasické nebo rozlehlé oblasti HII jsou jasné a viditelné a jsou často v blízkosti temných a neprůhledných oblastí. Reprezentují minulé stavy objektů SUCHII a UCHII. Menší počet objektů v každé ze tříd může být také v období, kdy přechází z jedné třídy na jinou.

Vývoj oblasti HII probíhá tedy od rozlehlého plynného oblaku HII, který se postupně stlačuje a stává se kompaktním. Proces neprobíhá v celé oblasti stejně, ale jsou zde místa, které se stávají kompaktnější podle nerovnoměrné hustoty původního oblaku. V těchto místech může být stlačování materiálu mlhoviny tak velké, že zde vniká nová hvězda.

IC 2944
Detail IC 2944

Oblasti HII v galaxiích

Galaxie obsahují obří a superobří oblasti HII. V následující tabulce je šest kategorií spolu s charakteristikou fyzikálních parametrů včetně počtu ionizujících hvězd.

Typ oblasti Velikost
[pc]
Číselná hustota
[cm-3]
Ionizovaná hmota
[MZemě]
Počet ionizujících hvězd
N *
SUCHII ≈ 0,003 ≥ 106 ≈ 10-3 1
UCHII ≤ 0,1 ≥ 104 ≈ 10-2 1
Kompaktní ≤ 0,5 ≥ 5.103 ≈ 1 1
Klasický ≈ 10 ≈ 100 ≈ 105 několik
Obří ≈ 100 ≈ 30 ≈ 103–106 ≈ 105
Superobří > 100 ≈ 10 106–108 ≈ 105

Populace oblastí HII nastiňuje množství hvězd v různých částech galaxií. Obří a superobří oblasti HII nejsou samostatné objekty, ale spojení mnoha jednotlivých oblastí HII pokrývající velkou část z původního molekulového mračna. Tyto objekty ukazují oblasti spirálních nebo nepravidelných galaxií, kde se nachází mohutné formování hvězd.

Ve spirálních galaxiích jsou oblasti HII především podél spirálních ramen nebo v jakémsi prstenci obklopující centrální oblast galaxie. Příklad oblastí HII ve spirálních ramenech galaxie byl nalezen v M51.

V nepravidelných galaxiích, které jsou menší a obsahují více plynu, jsou oblasti HII rozloženy náhodně. Například jasné oblasti HII ve velkém Magellanově mračnu označované Tarantula jsou jednou z galaktických kolébek hvězd. Nepředstavuje však nějaký výjimečný útvar této galaxie.

Díky oblastem HII můžeme také pozorovat velmi malé galaxie, které by jinak zůstaly temné, ale díky emisním spektrálním čarám mlhoviny je můžeme zkoumat. Takovýmto galaxiím někdy říkáme galaxie HII.

Struktura

Oblasti HII mají komplexní strukturu ve velkém i malém měřítku. „Sloní choboty“ v M16 (Orlí mlhovina) jsou nádherným příkladem. Mnoho oblastí HII obsahuje temné mračna neutrální hmoty, jejichž siluetu můžeme vidět v kontrastu s jasnou mlhovinou. Struktura této oblasti je formována ionizací a dynamickými procesy v mlhovině.

M16
„Sloní choboty“ v M16 (Orlí mlhovina)

Pokud se neutrální materiál, uvnitř hvězd formujícího mračna, shlukuje, pak nastává následující proces. Pokud shluk neutrální hmoty zůstává uvnitř oblasti HII, pak se stává zdrojem vstřikující hmoty (mass injection). Vstřik hmoty nastane buď díky fotoionizaci shluku nebo hydrodynamickou ablací způsobenou okolním pohybem plynu oblasti HII. Který proces převáží, záleží na faktorech jako jsou například poloha shluku vůči hvězdě nebo síla hvězdného větru. Vstřikovaný plyn se může pohybovat jak podzvukovou, tak nadzvukovou rychlostí s ohledem na proudění v oblasti HII. Vstřikování hmoty může vést k situaci, kdy je hmota vyplavována z oblasti HII a stává se neutrální. V tomto případě je oblast HII ohraničená rekombinačním prostředím, přes které ionizovaný plyn proudí, rekombinuje a stává se neutrálním.

Stránka byla naposledy editována 27. ledna 2013 v 10:20.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 38074krát.

* * *    Zrcadleno ze stránek astronomia.zcu.cz/objekty/mlhoviny/2196-oblasti-hii    * * *
Vytištěno ze stránky projektu Galaxie (objekty.astro.cz/mlhoviny/2196-oblasti-hii)
Nahrávám...