Astronomy Without A Telescope - Secular Evolution

Pin
Send
Share
Send

En tradisjonell galakseutviklingsmodell forteller at du starter med spiralgalakser - som kan vokse i størrelse gjennom å fordøye mindre dverggalakser - men ellers beholder spiralformen relativt uforstyrret. Det er først når disse galaksene kolliderer med en annen av lignende størrelse at du først får en uregelmessig 'tog-vrak' -form, som til slutt legger seg i en presteløs elliptisk form - full av stjerner som følger tilfeldige banebaner i stedet for å bevege deg i det samme smale baneplanet som vi ser i den flatede galaktiske disken til en spiralgalakse.

Konseptet med sekulær galakseutvikling utfordrer denne oppfatningen - der ‘sekulær’ betyr atskilt eller isolert. Teorier om sekulær evolusjon foreslår at galakser naturlig utvikler seg langs Hubble-sekvensen (fra spiral til elliptisk), uten å slå seg sammen eller kollisjoner nødvendigvis fører til endringer i deres form.

Selv om det er tydelig at galakser kolliderer - og deretter genererer mange uregelmessige galakseformer vi kan observere - er det tenkelig at formen til en isolert spiralgalakse kan utvikle seg mot en mer amorfisk formet elliptisk galakse hvis de har en mekanisme for å overføre vinkelmoment utover .

Den flatede skiveformen til standard spiralgalakse er resultatet av spinn - antagelig anskaffet under dens opprinnelige dannelse. Spinn vil naturlig føre til at en samlet masse tar i bruk en skiveform - omtrent som pizzadeig spunnet i luften vil danne en skive. Bevaring av kantet momentum krever at skiveformen opprettholdes på ubestemt tid med mindre galaksen på en eller annen måte kan miste snurringen. Dette kan skje ved en kollisjon - eller på annen måte ved å overføre masse, og derav vinkelmomentum, utover. Dette er analogt med spinnende skatere som slenger armene utover for å redusere spinningen.

Tetthetsbølger kan være betydelig her. Spiralarmene som ofte er synlige i galaktiske disker, er ikke statiske strukturer, men snarere tetthetsbølger som forårsaker en midlertidig bunting av kretsende stjerner. Disse tetthetsbølgene kan være et resultat av orbitalresonanser som genereres blant de enkelte stjernene på disken.

Det har blitt antydet at en tetthetsbølge representerer et kollisjonsløst sjokk som har en dempende effekt på rotasjonen av disken. Siden platen bare bremser på seg selv, må imidlertid vinkelmomentet bevares innenfor dette isolerte systemet.

En galaktisk skive har en korotasjonsradius - et punkt der stjerner roterer med samme banehastighet som tetthetsbølgen (dvs. en opplevd spiralarm) roterer. Innenfor denne radius beveger stjerner seg raskere enn tetthetsbølgen - mens utenfor radiusen beveger stjerner seg tregere enn tetthetsbølgen.

Dette kan forklare spiralformen til tetthetsbølgen - i tillegg til å tilby en mekanisme for utoverføring av vinkelmoment. Innenfor korotasjonsradiusen gir stjerner opp vinkelmomentet til tetthetsbølgen når de skyver gjennom den - og skyver dermed bølgen fremover. Utenfor korotasjonsradiusen dras tetthetsbølgen gjennom et felt med saktere bevegelige stjerner - og gir opp vinkelmomentet til dem når det gjør det.

Resultatet er at de ytre stjernene kastes videre utover til regioner der de kunne adoptere flere tilfeldige baner - i stedet for å bli tvunget til å samsvare med galaksens gjennomsnittlige baneplan. På denne måten kan en tett bundet raskt spinnende spiralgalakse gradvis utvikle seg mot en mer amorf elliptisk form.

Videre lesning: Zhang og Buta. Tetthetsbølgen indusert morfologisk transformasjon av galakser langs Hubble-sekvensen.

Pin
Send
Share
Send