电离氢区

宇宙中包含有大量电离氢的气体云区域

电离氢区是宇宙中包含有大量电离氢的气体云区域，大小可达数百光年，温度为103-104K，包含102-105倍太阳质量的物质。

基本介绍

电离氢区形成的原因往往是附近有O型或B型高温、年轻的恒星，发出大量的紫外辐射，使气体云中的中性氢原子发生电离。如果气体云的密度非常低，宇宙线也可以令氢原子电离，形成电离氢区。电离氢区中往往有大量的恒星形成过程。最终超新星爆发或者大质量恒星的星风会驱散电离氢区。

观测

少数最明亮的H II区可以用裸眼直接看见。然而，在望远镜于17世纪发明之前似乎从未被注意到。即使伽利略在观测到其中的星团时也没有注意到猎户座大星云（在以前约翰·拜耳的目录中记载为单独的恒星：猎户座θ）。猎户座星云被认为是法国的观测者Nicolas-Claude Fabri de Peiresc在1610年发现的，此后，早期的观测在我们的银河系和其他星系内发现了许多的H II区。

仙女座大星云，有着与恒星相似的光谱，而推导出星系可能是数亿颗单独恒星的集合体。其它看来非常的不一样，不是强烈的连续谱线与被叠加的吸收线，就是像猎户座星云和一些相似的天体，只有少数的发射谱线[1]。最明亮的是波长 500.7 纳米的谱线，但当时已知的化学元素没有一种能发射出与之相符的谱线。起初，这条谱线被假设为一种未知元素的谱线，并命名为Nebulium（一种假设的元素）－相同的想法在1868年分析太阳的光谱时，导致氦元素的发现。然而，在太阳光谱中发现之后，氦很快就在地球的元素中被分析出来，但是Nebulium始终未被发现。在20世纪初期，亨利·诺里斯·拉塞尔建议：认定500.7纳米是由新的未知元素发出的，不如归咎于一种熟悉的元素在不熟悉的环境下发射的。

在1920年代，物理学家已经证实在低密度下的原子和离子，被激发的电子会进入梅塔稳定能阶，但在密度较高时会因为碰撞而很快的被再激发[2]，而在二价氧的电子转换中能够产生500.7纳米谱线。这种只能在密度非常低的气体中出现的谱线被称为禁线。光谱上的观测显示星云是由极度稀薄的气体构成的。

在20世纪，观测显示在H II区经常包含热且亮的恒星，它们的质量数倍于太阳质量，是生命期最短的恒星，它们整个的生命期只有数百万年 (相较于类似太阳的恒星，生命期长达数十亿年)。因此，天文学家猜测H II区必定是新恒星诞生的场所。一个诞生于H II区域的恒星集团必需在数百万年的周期内生成，才能在年轻、炙热恒星的辐射压造成星云的溃散前成形。昴宿星团就是在沸腾的H II区域中诞生的星团例子，但只能从反射星云的残余物来追溯。

起源和生命期

H II 区域的前身是巨分子云 (GMC)，这是非常低温(10–20 K)和低密度，几乎全由氢分子组成的云气。巨分子云可以稳定的存在很长的一段时间，但是超新星造成的激振波、云气的碰撞或磁场的交互作用，都可以造成云气局部的塌缩。当这种情形发生后，造成云气开始撕裂和塌缩的程序，恒星开始诞生(冗长的叙述参见恒星演化)。

当恒星在巨分子云内诞生时，质量最大的那些恒星所达到高温足以使环绕在周围的气体游离，很快的，在电离的辐射场形成之后，高能量光子创造的电离前缘，以超音速扫掠过附近的气体。当与造成电离的恒星距离越来越远，电离前缘的速度也越来越慢，而新电离的气体压力使电离的体积持续的扩张。最后，电离前缘的速度降低至次音速，并且追上了星云扩张中的激振波前缘，电离氢区就诞生了[3]。

一个H II区的生命周期只有数百万年，来自年轻高热恒星的辐射压最终会将大多数的气体驱散。事实上，整体过程的效率倾向是非常低的，在剩余的气体被吹散之前，只有不到10%的H II区的成分可以形成恒星。而造成气体损失最严重的就是大质量恒星的超新星爆炸，它们在诞生后1–2百万年就会发生。

恒星苗圃

真正在H II 区内诞生的恒星，初期会被高密度的云气和尘埃包围而隐藏在其内部，只有当来自恒星的辐射压力驱散了外围的’茧’之后才能被看见。在这之前，包藏有恒星而密度较高的区域相对于被游离的云气只能看出如剪影般的轮廓—这些黑暗的斑块就是所谓的包克球，因为天文学家巴特·包克在940年代率先提出这可能是恒星诞生场所的学说而得名。

一直到1990年，包克的假说才获得证实，当红外线穿透包克球外浓厚的尘埃后，证明了有年轻的恒星被包覆在内部。现在认为一个典型的包克球在一光年大小的区域内有着10个太阳的质量，并且通常可以形成两颗或是更多恒星的系统。

除了是恒星诞生的场所，也有证据指出H II区也拥有行星系统。哈柏太空望远镜已经在猎户座大星云内揭发出数百个原行星盘(proplyds)，这些在猎户座大星云中的，至少有一半是由气体和尘埃环绕着，其中包含的质量数倍于创造像我们的行星系所需要的。

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