Российская Информационная Сеть
Астрономия и Космос Вселенная Галактика
 

Волны плотности в спиральных галактиках

 

Глядя на галактики, подобные нашей или соседней с нами Туманности Андромеды, мы прежде всего замечаем их яркие спиральные рукава. В этих рукавах сконцентрированы молодые горячие звезды, ионизованные ими облака плазмы (области НII), самые крупные облака молекулярного газа. Особенно эффектно спиральный узор виден на фотографиях, сделанных в голубых лучах, посылаемых самыми горячими звездами. В то же время, если сфотографировать галактику через красный фильтр, то мы не увидим столь четкого спирального узора, его вообще будет трудно различить. Ведь звезды промежуточного пожилого возраста, преимущественно красные и желтые, почти не концентрируются в спиральных рукавах.

О происхождении самих спиральных волн плотности мы сейчас говорить не будем. Это сложная и не до конца решенная проблема, которая увела бы нас в сторону. В данный момент нас интересует, почему спиральные ветви ярко выделяются в газовой составляющей галактики, в то время как старые звезды в них почти не концентрируются?

Вероятно, это происходит по двум причинам. Во-первых, интервал значений хаотических скоростей (дисперсия скоростей) у старых звезд значительно больше, чем у газовых облаков и молодых звезд. Поэтому старые звезды менее чувствительны к флуктуациям гравитационного притяжения в галактическом диске. Гравитационный потенциал в спиральном рукаве по сравнению с соседними участками галактического диска меняется всего на 5-10%. "Скатываясь" в небольшую потенциальную "ямку", объекты галактического диска изменяют свою скорость на величину dV=Vкруг · (5 - 10%) = 220 км/с-(0,05-0,1) = 10-22 км/с.

Для старых звезд, дисперсия скоростей которых около 50 км/с, это малозаметная величина. Зато для молодых звезд, имеющих низкую дисперсию скоростей (8- 10 км/с), такая "ямка" оказывается настоящей ловушкой: родившись в ней, звездам не так-то легко выбраться на волю.

В этой потенциальной яме застревают и газовые облака, но на первый взгляд не ясно почему. Ведь они скатываются в яму снаружи, уже имея определенную скорость ( = 10 км/с), да еще, достигнув дна ямы, получают приращение скорости 10-22 км/с, так что, казалось бы, легко могут покинуть потенциальную яму. Но дело в том, что газовая среда не сохраняет свою внутреннюю энергию, а стремится избавиться от нее, например путем излучения. Особенно ярко это проявляется, когда движение газа происходит со сверхзвуковой скоростью. В этом случае столкновение газовых потоков рождает не волны сжатия и разрежения (звуковые волны), а ударные волны, которые превращают энергию движения газа в тепло, и она быстро теряется в виде излучения.

Особенно интенсивно межзвездный газ начинает излучать, когда водород становится частично ионизованным при температуре порядка 104K Поэтому температура межоблачной среды почти никогда не превышает эту величину. Скорость звука в таком газе составляет около 10 м/с. Если скорость облаков или потоков газа начинает превышать это значение, то рождаются ударные волны, уносящие избыток энергии движения. Именно поэтому дисперсия скоростей облаков, как правило, держится на отметке "10 км/с".

Скатываясь в потенциальную яму спирального рукава, газовая составляющая весь свой прирост энергии расходует на формирование ударных волн, сжимающих газ, стимулирующих в нем звездообразование, но затрудняющих ему последующее покидание ямы. Таким образом, старые звезды "проскакивают" неглубокую потенциальную яму спирального рукава, почти не замечая ее, а межзвездный газ задерживается в ней надолго, частично превращаясь в звезды, а в основном переходя в более горячую фазу НII.

В конце 70-х годов, когда обнаружилось, что по крайней мере половина межзвездного газа сосредоточена в плотных компактных ГМО, стало не совсем понятно, почему же газ, "упакованный" в ГМО, ведет себя так же, как диффузная среда. Ведь ГМО, обладая большой "пробивной силой", почти не чувствуют присутствия окружающего разреженного газа. Но численные расчеты показали, что и ГМО реагируют на спиральную волну. Попадая в нее, они увеличивают скорость своего хаотического движения по крайней мере вдвое, возрастает и их пространственная плотность (хотя и не так сильно, как у диффузного газа на фронте ударной волны). В результате значительно возрастает частота взаимного сталкивания облаков, увеличивается интенсивность их слипания, и все это инициирует процесс звездообразования. Поэтому рисунок спиральной структуры, очерченный молодыми яркими звездами, получается очень контрастным

Один простой трюк для ускорения вашего старого iPhone или iPad Один простой трюк для ускорения вашего старого iPhone или iPad
У вас в собственности уже пару лет есть iPhone или iPad? И он стал чувствовать себя немного вялым и усталым, подтормаживать и задумываться? Я скажу вам один испытанный способ ускорить работу iPhone или iPad - это очень просто сделать, но будет стоить вам некоторых затрат времени
Онлайн-казино: любимая игра в обновлённом формате! Онлайн-казино: любимая игра в обновлённом формате!
Азартные игры всегда были популярны
Удачные ставки на online777club.com/club-vulcan ! Удачные ставки на  online777club.com/club-vulcan !
Всем привет! Совсем недавно я крайне скептически и с большим недоверием относился к каждому онлайн-казино

Астрономия и космос
Новости астрономии
История Астрономии
Астрономия сегодня
Небесные тела
Солнечная система
Законы космоса
Звёздные карты и календари
Знаменитые астрономы
Вселенная
Астрогалерея
Организации
Гостевая книга
Поделись опытом!!!
Астрономический словарь
Библиотека астронома
Поиск по сайту

На двигатель Cummins isf 2.8 фильтр лучше подбирать из импортных аналогов.
Copyright © RIN 2003 -    
   Обратная связь    
Российская Информационная Сеть