เมฆระหว่างดาว

ในดาราจักรชนิดก้นหอยเหมือนอย่างทางช้างเผือกนี้มีดาวฤกษ์ ซากดาวฤกษ์ สสารระหว่างดาว และฝุ่นมากมาย แก๊สส่วนที่เหลืออยู่โดยมากเป็นฮีเลียม ซึ่งในบรรดาสสารนี้มีองค์ประกอบเคมีล้วนไปด้วยธาตุหนัก ซึ่งถูกสร้างขึ้นจากดวงดาวหลังจากที่มันผ่านพ้นจุดจบในแถบลำดับหลัก ส่วนที่มีความหนาแน่นสูงกว่าส่วนอื่นๆ ในสสารระหว่างดาว จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มเมฆ หรือ เนบิวลา[1] อันเป็นบริเวณที่ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้น[2] ส่วนดาราจักรชนิดรีจะสูญเสียส่วนประกอบที่เย็นภายในสสารระหว่างดาวไปเป็นเวลานานนับพันล้านปีแล้ว ทำให้ดาราจักรเหล่านั้นไม่อาจมีกลุ่มเมฆเนบิวลาได้นอกจากจะไปรวมตัวเข้ากับดาราจักรอื่น[3]

ภายในเนบิวลาที่หนาแน่นมากๆ นี้เองเป็นที่ซึ่งดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้น ไฮโดรเจนจำนวนมากอยู่ในรูปแบบโมเลกุล (H2) ดังนั้นเมฆเนบิวลาเหล่านี้จึงถูกเรียกว่า เมฆโมเลกุล[2] เมฆที่ใหญ่มากๆ เรียกว่า เมฆโมเลกุลยักษ์ ซึ่งมีความหนาแน่นประมาณ 100 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางราว 100 ปีแสง มวลขนาด 6 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์[4] มวลประมารครึ่งหนึ่งของมวลในดาราจักรทั้งหมดพบอยู่ในเมฆโมเลกุลเหล่านี้[5] ในทางช้างเผือกมีเมฆโมเลกุลอยู่ประมาณ 6,000 กลุ่ม มวลรวมมากกว่า 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์[6] เนบิวลาที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ของเราที่สุดซึ่งมีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กำลังก่อตัวอยู่ คือเนบิวลานายพราน[7]

การยุบตัวของเมฆ

เมฆแก๊สระหว่างดาวจะดำรงสภาวะสมดุลอุทกสถิตเอาไว้ได้ตราบที่พลังงานจลน์ของแรงดันแก๊สภายในยังสมดุลกับพลังงานศักย์ของแรงโน้มถ่วงภายใน[8] ถ้าเมฆมีมวลมากพอจนกระทั่งแรงดันแก๊สไม่สามารถจะรองรับเอาไว้ได้อีก กลุ่มเมฆก็จะยุบตัวลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง มวลสูงสุดที่กลุ่มเมฆจะยุบตัวลงนี้เรียกว่า มวลของฌ็อง (Jeans mass) ซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่นของเมฆ โดยทั่วไปมีค่าหลายพันถึงหลายแสนเท่าของมวลดวงอาทิตย์[2] ค่านี้สอดคล้องกับค่าเฉลี่ยมวลของกระจุกดาวเปิด ซึ่งเป็นผลลัพธ์สุดท้ายจากกลุ่มเมฆที่ยุบตัวนี้[9]