恒星分子

恒星分子是在恒星中存在或形成的分子。 当温度低到足以形成分子时,就会发生这种形成——通常在 6000 K 左右或更低。 否则,恒星物质仅限于气体形式的原子(化学元)或 – 在非常高的温度下 – 等离子体

背景

物质由原子组成(由质子和其他亚原子粒子组成)。 当环境合适时,原子可以结合在一起形成分子,从而产生材料科学中研究的大多数材料。 但是某些环境,例如高温,不允许原子形成分子。 恒星的温度非常高,主要是在它们的内部,因此恒星中形成的分子很少。 出于这个原因,一个典型的化学家(研究原子和分子)不会对恒星进行太多研究,因此天体物理学家或天体化学家可以更好地解释恒星。 然而,恒星中分子丰度低并不等于根本没有分子。

到 18 世纪中叶,科学家推测太阳光的来源是白炽而不是燃烧。

证据与研究

尽管太阳是一颗恒星,但其光球层的温度足够低,只有 6,000 K(5,730 °C;10,340 °F),因此可以形成分子。 在太阳上发现了水,并且有证据表明白矮星大气层中存在 H2。

较冷的恒星包括分子特征吸收带光谱。 在太阳上较冷的区域太阳黑子中发现了类似的吸收带。 在太阳中发现的分子包括 MgH、CaH、FeH、CrH、NaH、OH、SiH、VO 和 TiO。 其他包括 CN CH、MgF、NH、C2、SrF、一氧化锆、YO、ScO、BH。

大多数类型的恒星都可以包含分子,甚至 A 类恒星的 Ap 类也是如此。 只有最热的 O、B 和 A 类恒星没有可检测到的分子。 富含碳的白矮星,即使非常热,也有 C2 和 CH 的谱线。

申请

恒星中的分子可以用来确定恒星的某些特征。 如果观察到分子光谱中的线,则可以确定同位素组成。 不同同位素的不同质量导致振动和旋转频率显着不同。 其次可以确定温度,因为温度会改变处于不同振动和旋转状态的分子数量。 有些分子对元素的比例很敏感,因此可以指示恒星的元素组成。 不同的分子是不同种类恒星的特征,并被用来对它们进行分类。 因为可以有许多不同强度的谱线,所以可以确定恒星不同深度的情况。 这些条件包括朝向或远离观察者的温度和速度

分子光谱比原子光谱线有优势,因为原子线通常非常强,因此只能来自大气层的高层。 由于同位素或其他谱线的重叠,原子谱线的轮廓也会失真。 分子光谱比原子谱线对温度敏感得多。

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