恒星的形成

目录

译者序

前言

第一部分　我们银河系中的恒星形成　

第1章　概览　3　

1.1　恒星育婴院：猎户座　3　

1.1.1　巨分子云　3　

1.1.2　猎户星云和BN-KL区域　7　

1.2　恒星育婴院：金牛座-御夫座　10　

1.2.1　暗云　10　

1.2.2　T星协　12　

1.3　恒星及其演化　15　

1.3.1　基本性质　15　

1.3.2　主序　17　

1.3.3　早期阶段　19　

1.3.4　核燃料的消耗　22　

1.4　银河系的情况　23　

1.4.1　银河系结构　24　

1.4.2　旋臂　24　

1.4.3　气体和恒星的循环　27　

本章总结　28　

建议阅读　29　

第2章　星际介质　30　

2.1　银河系气体和它的探测　30　

2.1.1　来自原子氢的射电发射　30　

2.1.2　中性氢分布　32　

2.1.3　分子气体　34　

2.1.4　电离氢区　34　

2.2　星际介质的相　36

2.2.1　压力平衡　36　

2.2.2　中性氢的垂向分布　38　

2.2.3　暖的和热的云间气体　39　

2.3　星际尘埃：消光和热发射　40　

2.3.1　消光和红化　41　

2.3.2　辐射转移　42　

2.3.3　消光和光学厚度　45　

2.3.4　黑体辐射　46　

2.4　星际尘埃：尘埃颗粒的性质　48　

2.4.1　消光效率　48　

2.4.2　尺寸分布和丰度　50　

2.4.3　星光的偏振　52　

2.4.4　PAH　53　

本章总结　55　

建议阅读　56　

第3章　分子云　58　

3.1　巨分子云　58　

3.1.1　银河系中的分布　59　

3.1.2　内部的团块　60　

3.1.3　原子成分　63　

3.1.4　起源和消亡　64　

3.2　维里定理分析　65　

3.2.1　定理的描述　65　

3.2.2　自由下落时标　67　

3.2.3　巨分子云复合体的支撑　68　

3.3　致密云核和Bok球状体　70　

3.3.1　宁静的气体　70　

3.3.2　内禀形状　74　

3.3.3　磁场　77　

3.3.4　转动　78　

3.3.5　Bok球状体的结构　80　

本章总结　82　

建议阅读　83　

第4章　年轻恒星系统　84　

4.1　内埋星团　84

4.1.1　近红外巡天　85　

4.1.2　成员恒星的分类　88　

4.1.3　星团光度函数　90　

4.1.4　星群的形态　91　

4.2　T星协和R星协　93　

4.2.1　金牛座T型星的诞生地　93　

4.2.2　赫罗图：主序起始　96　

4.2.3　星协光度函数　100　

4.2.4　中等质量天体　101　

4.3　OB星协　102　

4.3.1　银河系中的位置　102　

4.3.2　膨胀　105　

4.3.3　主序终结拐点　106　

4.3.4　猎户座星协　108　

4.3.5　内埋星和逃逸星　109　

4.4　疏散星团　111　

4.4.1　基本性质　111　

4.4.2　赫罗图中的演化　113　

4.4.3　质量分层　115　

4.4.4　巨分子云造成的毁灭　116　

4.5　初始质量函数　116　

4.5.1　过去和现在的光度　116　

4.5.2　质量分布的特征　118　

4.5.3　星群中的质量函数　120　

本章总结　121　

建议阅读　122　

第二部分　分子云中的物理过程　

第5章　分子跃迁：基本物理　131　

5.1　星际分子　131　

5.1.1　反应热力学　131　

5.1.2　丰度模式　133　

5.1.3　附着到尘埃　135　

5.2　氢分子　136

5.2.1　容许跃迁　137　

5.2.2　形成速率　139　

5.3　一氧化碳　141　

5.3.1　填充转动能级　141　

5.3.2　振动带发射　143　

5.4　氨　145　

5.4.1　对称陀螺　146　

5.4.2　反转线　148　

5.5　水　149　

5.5.1　不对称陀螺　150　

5.5.2　观测到的转动线　151　

5.6　羟基　151　

5.6.1　转动运动的本质　152　

5.6.2　Λ双重态　154　

5.6.3　磁超精细分裂　155　

本章总结　155　

建议阅读　156　

第6章　分子跃迁：应用　158　

6.1　一氧化碳　158　

6.1.1　观测到的轮廓　158　

6.1.2　温度和光深　159　

6.1.3　柱密度　161　

6.1.4　与氢含量的关系　162　

6.1.5　X因子　164　

6.2　氨　165　

6.2.1　为反转谱线建模　165　

6.2.2　辐射俘获　167　

6.3　羟基　169　

6.3.1　塞曼分裂　170　

6.3.2　偏振的谱线　171　

6.3.3　B场的测量　173　

本章总结　175　

建议阅读　176　

第7章　加热和冷却　178　

7.1　宇宙线　178

7.1.1　成分和能量　179　

7.1.2　和分子云的相互作用　181　

7.1.3　氢的电离速率　182　

7.2　星际辐射　184　

7.2.1　主要成分　184　

7.2.2　碳的电离　186　

7.2.3　光电加热　186　

7.2.4　尘埃颗粒的辐照　187　

7.2.5　恒星X射线　188　

7.3　原子导致的冷却　191　

7.3.1　密度依赖　191　

7.3.2　精细结构分裂　192　

7.3.3　Oi和Cii的发射　193　

7.4　分子和尘埃导致的冷却　194　

7.4.1　CO谱线的俘获　194　

7.4.2　CO冷却　195　

7.4.3　尘埃的热效应　197　

本章总结　198　

建议阅读　198　

第8章　分子云的热结构　201　

8.1　分子的堆积　201　

8.1.1　原子包层　202　

8.1.2　H2的破坏和形成　203　

8.1.3　光子穿透　204　

8.1.4　H2和CO的出现　206　

8.2　分子云内部　208　

8.2.1　温度分布　209　

8.2.2　测量电离度　211　

8.2.3　理论推导　212　

8.3　光致离解区　214　

8.3.1　尘埃加热和发射　215　

8.3.2　精细结构冷却　216　

8.3.3　被加热的H2　219　

8.4　跃变激波　221　

8.4.1　温度和密度变化　221

8.4.2　氢的电离　223　

8.4.3　非平衡冷却　224　

8.4.4　分子的形成　225　

8.4.5　尘埃的加热和破坏　225　

8.5　连续激波　226　

8.5.1　*大压缩　226　

8.5.2　磁性前导区　228　

8.5.3　加热和冷却机制　229　

8.5.4　沃尔德不稳定性　230　

本章总结　231　

建议阅读　232　

第三部分　从云到恒星　

第9章　云的平衡和稳定性　237　

9.1　等温球和金斯质量　237　

9.1.1　密度结构　237　

9.1.2　引力不稳定性　240　

9.1.3　临界尺度　243　

9.2　转动位形　245　

9.2.1　庞加莱-瓦弗定理　245　

9.2.2　数值模型　248　

9.2.3　坍缩的易发性　249　

9.3　磁通量冻结　251　

9.3.1　观测到的磁场强度　251　

9.3.2　磁流体动力学方程　253　

9.3.3　估计电导率　254　

9.3.4　理想磁流体动力学中的场输运　255　

9.4　静磁位形　257　

9.4.1　模型的构建　258　

9.4.2　变平的平衡位形　260　

9.4.3　临界质量和面密度　261　

9.4.4　和观测比较　264　

9.5　磁流体动力学波的支撑　266　

9.5.1　扰动分析　266

9.5.2　阿尔芬波和声波　267　

9.5.3　磁声波　269　

9.5.4　等效压强　271　

本章总结　274　

建议阅读　274　

第10章　致密云核的坍缩　276　

10.1　双极扩散　276　

10.1.1　离子-中性粒子漂移　276　

10.1.2　磁通量损失　278　

10.1.3　扁平云的收缩　280　

10.1.4　阿尔芬波的衰减　283　

10.2　由内而外的坍缩　286　

10.2.1　球对称的问题　286　

10.2.2　质量吸积率　288　

10.2.3　热效应　290　

10.3　磁化的内落　292　

10.3.1　致密云核的起源　292　

10.3.2　坍缩期间的磁通量损失　293　

10.3.3　磁重联　296　

10.4　转动效应　297　

10.4.1　磁制动　298　

10.4.2　扭转的阿尔芬波　300　

10.4.3　离心半径　302　

10.4.4　内部结构　305　

本章总结　308　

建议阅读　308　

第11章　原恒星　311　

11.1　首次云核和主吸积阶段　311　

11.1.1　早期增长和坍缩　311　

11.1.2　吸积光度　313　

11.1.3　尘埃包层和不透明间隙　315　

11.1.4　包层的温度　316　

11.2　内部演化：氘燃烧　320　

11.2.1　恒星结构方程　320　

11.2.2　边界条件　321

11.2.3　质量-半径关系　323　

11.2.4　对流的开始　324　

11.2.5　氘恒温器　327　

11.3　原恒星盘　329　

11.3.1　首次出现　329　

11.3.2　演化方程　332　

11.3.3　内盘和外盘　333　

11.3.4　内部扭转　335　

11.3.5　引力不稳定性　336　

11.3.6　螺旋波　338　

11.4　更大质量的原恒星　340　

11.4.1　回到辐射稳定性　341　

11.4.2　氘壳层燃烧　342　

11.4.3　收缩和氢点火　344　

11.4.4　辐射压的效应　347　

11.5　观测搜寻　350　

11.5.1　I型天体的性质　350　

11.5.2　为光谱能量分布建模　352　

11.5.3　O型天体中的尘埃发射　354　

11.5.4　自蚀谱线和不对称谱线　355　

本章总结　358　

建议阅读　359　

第12章　聚星的形成　362　

12.1　大质量分子云的动力学碎裂　362　

12.1.1　金斯长度的角色　3