分子云

　　分子云（molecular cloud），是星际云的一种，它的密度和大小允许分子──最常见的是氢分子(H2)──的形成。 它的密度高到可以开始产生分子。

　　通常分子云只发射出无线电波长的电磁辐射，而分子云的发现和研究也都是在这个波段进行。

　　简介：

　　它是星际分子集结的区域。观测表明，虽然有些星际分子， 如 CO，几乎散布在所有的天区，但大多数星际分子集结成团，形成分子云。分子云通常是暗的，在光学波段看不见 ，温度典型值为20K，平均密度10^2～10^4个分子每立方厘米，中央的密度可达10^6个分子每立方厘米，质量一般为 10^4 ～10^7太阳质量，云内有足够的尘埃屏蔽星光中的紫外线，使分子免遭破坏 。

　　在猎户星云后面有一个巨大的分子云，它是离太阳最近的分子云之一，由小而密的核心以及延伸的低密度云两部分组成。前者的直径为0.15秒差距，密度为 10^5个分子每立方厘米，质量为5个太阳质量；后者的直径至少为 10秒差距，极大密度为10^3个分子厘米，质量达10^4太阳质量。被认为是正在形成的恒星的BN天体就在猎户分子云中间，BN 天体附近还有另一个红外源，可能也包括年轻恒星或者正在形成中的恒星。

　　类型：

　　巨分子云(GMCs)

　　巨分子云是大量分子气体的集合体，质量介于10^4–10^6倍太阳质量。云气的直径可以达到数十个秒差距，密度则在每立方厘米10^2–10^3个粒子(在太阳附近是平均每立方厘米一个粒子)。在这些云气内的次结构有复杂的形式，包括丝状体、片状、气泡和不规则的团块等。

　　密度最高的丝状体和团块部分称为“分子云核”，而密度最高的分子云核，就称为“稠密分子云核”，密度可以高达每立方厘米10^4–10^6个粒子。在观测上，可以用一氧化碳搜寻分子云核，用氨搜寻稠密分子云核。集中在分子云核的尘埃会阻挡背景的星光，造成星际消光的效果形成暗星云。

　　我们“本地”的巨分子云通常在其所在天区的星座范围内占有明显的位置，因此经常会用星座命名，例如猎户座分子云(OMC)或是金牛座分子云(TMC)。这些分子云围绕着太阳成为一个环形的阵列，称为古尔德带。在银河系内质量最大的分子云是人马座B2，在距离银河中心120秒差距处形成一道环。人马座的区域含有丰富的化学元素，是天文学家在星际空间中寻找新分子的良好标本。

　　小分子云

　　孤立的、引力束缚的，质量在数百个太阳质量以下的小分子云称为包克球。在这种小分子云中密度最高的区域与在巨分子云的分子云核等价，因此常出现在同样研究之中。

　　高银纬弥散分子云

　　在1984年，红外线天文卫星IRAS（IRAS）证认了一种新型的弥散分子云。 这些弥散成丝状的云在高银纬的地区(离开银河盘面的空间)可观测到，云气中每立方厘米大约有30颗粒子。

　　过程：

　　恒星形成

　　据我们所知，在目前的宇宙中，新诞生的恒星完全都是在分子云中被制造出来的， 这是它们在适当的低温和高压下的自然结果，因为导致塌缩的引力可以超出抗拒塌缩的内部压强。

　　观测证据也表明，巨大的、正在形成恒星的云在很大程度上是被它们自身的引力束缚的(如同恒星、行星和星系)，而不是由外部压力束缚(像地球大气层中的云彩那样)。这证据源于从一氧化碳(CO)谱线宽度推测出的湍流速度与轨道速率成比例（维里定理）。

　　物理性质

　　分子云的物理性质很难理解并且仍有争议，它们的内部运动由寒冷和磁化气体的湍流所控制。大质量分子云湍流的运动远超过音速，但是可与磁场扰动的速度相比。

　　这种状态被认为会迅速失去能量，不是会整体塌缩就是具有稳定的能量回输。同时，在分子云大部分的质量形成恒星之前，它们也会被一些过程瓦解──最可能是大质量恒星的作用。

　　分子云，特别是巨分子云通常也是天体脉泽(astronomical masers)的来源。

　　出现场所：

　　在我们自己的银河系中，分子气体在星际介质中占不到百分之一的体积，但它依然是在太阳环绕银河中心公转轨道以内最密集，并且占有大约一半质量的气体。这些分子气体大多在距离银河中心3.5至7.5千秒差距的环形区域中(太阳距离中心大约是8.5千秒差距)。

　　对本星系的大尺度一氧化碳成图表明，这种气体出现的位置和本星系的旋臂相关。这些分子气体主要出现在旋臂上，表明分子云形成和消散的时间应该少于一千万年，因为这是物质穿越旋臂所要花费的时间。

　　在垂直方向上，分子气体位于厚度大约在50–75 秒差距的狭窄的银河盘面中层，比同属于ISM的温暖的原子云(Z=130-400pc)和热的电离气体(Z=1000pc)薄许多。在电离气体的空间分布中，电离氢区的分布是一个例外。电离氢区是在分子云中被年轻的大质量恒星强烈辐射激发所形成的热离子气泡，在垂直方向上分布的厚度与分子气体相近。

　　分子气体的在大尺度上的分布是平滑的，但小尺度上的分布极不规则，大多集中于孤立的分子云和分子云复合体之中。

　　最新研究：

　　2012年9月7日，日本天文学家观测到一个巨大的分子气体云，外形酷似猪尾巴，距地球3万光年。天文学家认为这个分子云由两个分子云撞击而成，也因此呈现出奇异的外形。基于这种外形，天文学家将其命名为“猪尾巴分子云”。太空中的分子云就像是一个托儿所，能够孕育出恒星。

　　猪尾巴分子云是由庆应义塾大学物理系的二年级博士生松村申智和副教授冈明友治发现的。分子云经常发生撞击，但像猪尾巴分子云这样拥有奇特外形的非常少见。这两位发现者表示他们相信两个巨大分子云之间形成一个磁管道，在摩擦接触时扭曲和挤压，形成一个螺旋结构。研究结果显示分子云被螺旋磁管道捕 获，形成独特的猪尾巴形状。

　　在距离银河系中央600光年的范围内存在大量分子云，这种云能够孕育出恒星。这些分子云密集度不断提高，环绕银河系核心运转。在两个分子云远处，日本科学家发现了两个沿着闭合椭圆形轨道运行的分子云，交汇时经常发生撞击。随着密集度的提高，这些巨大的气体结构最终孕育出新恒星。

　　气体在分子云彼此相撞时被压缩，形成奇异的外形。在日本国立天文台野边山射电天文台，松村申智和冈明友治借助NRO45米望远镜发现了这个奇异的分子云，它的长度和宽度均为60光年左右，将在未来的某一天孕育出恒星。

　　松村申智表示：“为了揭开猪尾巴分子云的谜团，我们对6种分子的旋转光谱线进行了高分辨率分光镜观测。这些分子是了解其物理特征的线索。在后续观测获取的 数据中，猪尾巴分子云呈现出清晰而美丽的螺旋结构，让我们感到非常吃惊。数据显示猪尾巴分子云拥有大量气体，是太阳的数十万倍。”