关于宇宙气体动力学介绍

[拼音]：yuzhou qiti donglixue

[外文]：cosmic gasdynamics

气体动力学和天文学互相渗透而形成的一门学科。宇宙中的物质多数呈气体和等离子体状态。应用气体动力学的方法可以更深入地解释天体物理现象和探讨天体的运动规律。同时，天体环境的尺度广延，具有许多极端典型的物理条件，给气体动力学提供了新的课题和领域，促进新概念和新方法的发展。目前，宇宙气体动力学已经广泛地用来研究行星、行星际、 恒星、 恒星际、星系、星系际以及宇宙学等大量问题。

用气体动力学方法预言太阳风的存在，得到了观测的证实。用高超声速流的方法可以分析太阳风在行星际天体的绕流现象。已经发现，地球弓形激波是无碰撞的，从而揭示了一类新型的间断特征（见日地间激波和磁流间断）。无碰撞激波在天体物理学中被广为应用，在地面实验室中，也是粒子加热的一种手段。研究太阳风与地磁场的相互作用，形成了地球磁层动力学（见地球磁层）。磁层结构理论不仅应用到其他行星，也应用来解释脉冲星磁层、头尾星系（见射电星系）以及宇宙γ射线爆发等天体现象。磁层亚暴现象不仅同太阳耀斑有相似性，也可能同更激烈的天体爆发活动的机制相似。研究太阳对流层时，需要讨论有高度压缩性的、有很大温度梯度的、并且有较差自转效应的流动特征。在太阳对流层中被激发的波动，是使太阳外层大气温度增高的主要能源。在太阳对流层中的磁场的位形变化，是太阳活动区产生和发展的根源。太阳的结构和动力学对于研究恒星有很大意义。

星际物质的运动特征也是宇宙气体动力学研究的重要课题。宇宙线、γ射线、 X射线等使星际气体变热。许多原子的碰撞和发射电磁波过程使星际气体冷却。根据热力学参数不同，星际间有冷的密集暗星云，也有热的气体（见发射星云）。应用流体力学的方法，研究自引力体系的稳定性，促进了恒星形成理论的发展。

随着观测手段的发展，人们对星系的研究不断深入，提出了许多新的课题。通过对自引力气盘的流体力学平衡和稳定性的分析，发展了解释星系螺旋结构的密度波理论。用气体动力学方法还可以解释气云坍缩成星系的过程。类星体双源结构、宇宙早期演化中的碎裂过程、星系或星系团的形成（见星系的起源、星系的演化）等也都是宇宙气体动力学的重要研究课题。

参考书目

1. S.U.Mahinder，Cosmic Gasdynamics，John Wiley andSons，New York，1974.