Zur Theorie der interstellaren Wolken neutralen Wasserstoffs. Teil I

Der unelastische Stoß interstellarer HI‐Wolken und die sich daran anschließende Abkühlung wird unter folgenden Annahmen untersucht: 1) Die bekannten Strahlungskühlprozesse sind in jedem Massenelement der am Stoß beteiligten Wolken als Funktionen der lokalen Dichte und der kinetischen Temperatur bestimmbar. 2) Benachbarte Massenelemente stehen in Wechselwirkung miteinander, die durch den Ausgleich des unterschiedlichen Gasdruckes in den einzelnen Massenelementen bedingt ist. Bei der Abkühlung der beim Stoß neu gebildeten HI‐Wolke sind drei wesentlich verschiedene Phasen zu unterscheiden: 1) Kompressionsphase. Während ihr durchläuft je eine Stoßfront die beiden stoßenden Wolken. Nach der dabei erfolgten Aufheizung der Massenelemente setzt ihre Abkühlung ein. Sie verläuft im wesentlichen isobar unter der Wirkung des dynamischen Druckes der stoßenden Wolken. Die Temperaturabnahme ist daher mit einer Dichteerhöhung verbunden. 2) Expansionsphase. Nach dem Durchgang der Stoßfront durch die Wolken setzt eine Expansion ein, da ein verhältnismäßig hoher Druckunterschied zwischen dem HI‐Gas und dem HII‐Zwischenwolkengebiet besteht. Die Dauer der Expansionsphase beträgt rund 1/3 der der Kompressionsphase. Neben einer Temperaturabnahme ergibt sich auch eine Dichteerniedrigung. 3) Dritte Phase. Nach Erreichung des Druckgleichgewichtes zwischen dem HI‐Gas und dem HII‐Gas des Zwischenwolkengebietes wirken nur die Strahlungskühlprozesse, deren Verlauf wiederum isobar ist. Nach der Diskussion des benutzten Wolkenmodells und der sich daraus ergebenden Stoßwahrscheinlichkeiten für die HI‐Wolken werden allgemeine Formeln für die Zustandsgrößen des HI‐Gases nach Durchgang der Stoßfront angegeben und die Formeln zur vollständigen Berechnung der Dichte und der kinetischen Temperatur in jedem einzelnen Massenelement der am Stoß beteiligten Wolken in Abhängigkeit von der Zeit abgeleitet.