ОБЛАСТИ HII И ИХ РАЗМЕРЫ
Когда горячая звезда начинает воздействовать на холодный газ, ионизация распространяется в нем до известного предела, далее которого холодный нейтральный водород создает слишком большую непрозрачность для ионизующего излучения за границей лаймановского континуума. За этим пределом туманность как сгущение газового вещества существует, но она невидима иначе, как в форме радиоизлучения на волне 21 см.
Таблица 17. Радиусы зон HII вокруг горячих звезд разных спектральных классов при
Такое излучение обнаружено у всех ярких диффузных туманностей.
Размеры области НИ зависят от свойств возбуждающей звезды. Они, очевидно, тем больше, чем горячее звезда, чем больше светимость ее и чем меньше плотность водорода. Последняя зависимость вытекает из поглощения ионизующего излучения. В таблице 17 приведены радиусы r областей НИ, устанавливающихся вокруг звезд разных спектральных классов при плотности водорода и электронной температуре области . С изменением плотности радиус r изменяется пропорционально .
Вычисление r в таблице 17 производится на основании следующих соображений. Из-за поглощения ионизующего излучения в формуле (28.2) необходимо ввести справа фактор , где — оптическая толща проходимого ионизующей радиацией слоя газа. Пока этот слой почти полностью ионизован, нарастает очень медленно с расстоянием r от возбуждающей звезды, но при некотором значении от ослабления плотности излучения ионизация ослабляется, что вызывает резкое повышение непрозрачности газа, а это в свою очередь уменьшает ионизацию и т. д. В результате на протяжении малого отрезка область HII сменяется областью HI. Этот переход осуществляется приблизительно при . Для вычисления соответствующего значения r обратимся к (28.1) и (28.2). Положим
Тогда число нейтральных атомов водорода будет равно
а оптическая толща
Приравнивая эту величину единице, найдем
Здесь — коэффициент поглощения за границей серии Лаймана, рассчитанный на один атом водорода. Если мы хотим выражать R в радиусах Солнца, а r — в парсеках, то после подстановки численных значений постоянных в формулах (28.8) и (28.9) получим
(28.10)
Наконец, воспользовавшись формулой (25.4) из КПА, найдем окончательное выражение
(28.11)
с помощью которого построена таблица 17.