电离氢区和中性氢区

以氢为主要成分的星际气体云。若星云附近有早型的炽热恒星,则中性氢会被恒星的紫外辐射电离,形成电离氢区。中性氢原子从最低能态变为电离状态须经波长短于912埃的紫外线照射。因此,电离氢区附近的恒星必须是能发出大量紫外辐射的O型或B型星。这些星的表面温度高达几万度,被称为激发星。电离氢区的温度也可以达到104K。此外,当星际云之间的密度非常低时,中性氢原子在宇宙线的作用下也会电离。电子和质子一旦分开,就不容易再复合,从而也会形成电离氢区。

在距激发星 10~100秒差距(视星云中氢原子的密度而定)以外,使氢电离的高能光子会迅速减少,电离氢区就过渡到中性氢区。事实上,大部分气体云都处于中性氢状态,中性氢区的温度一般在100K以下。观测表明,银河系旋臂的中性氢原子数密度约为每立方厘米1~10个,旋臂之间约为每立方厘米0.1个。估计中性氢的质量占银河系总质量的1.4~7%。由电离氢区过渡到中性氢区,氢的电离度下降得很快,过渡区的厚度取决于星云气体的密度,而同激发星的性质和电离氢区的半径无关。至于电离氢区的大小则取决于激发星的温度和星云气体的密度。

观测中性氢区和观测电离氢区所用的方法不同。对中性氢区,目前只能用射电方法观测氢原子发出的中性氢21厘米谱线,而对电离氢区,除观测射电辐射外,还可以用光学手段观测其各种发射线和禁线

以下是两个典型的HⅡ区和HⅠ区的各种基本物理参数:

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