Fråga:
Varför är inte klotformade skivformade
griffins
2019-07-14 19:06:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag trodde att solsystem och galaxer är skivformade eftersom det är den mest stabila formen under gravitation. Globala kluster är väldigt gamla, ofta äldre än deras värdgalaxer, så varför har de inte planats ut?

För om de var skivformade skulle de inte vara klotformiga kluster.
Har globala kluster stora svarta hål i mitten?
Två svar:
Rob Jeffries
2019-07-15 12:06:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

För att resultera i ett diskliknande stjärnsystem finns det två villkor som måste uppfyllas. (a) Den ursprungliga gasen från vilken stjärnorna bildas måste ha ett betydande förhållande mellan rotations- och gravitationsenergi. (b) Stjärnbildningen måste ske tillräckligt långsamt, så att gasen kollapsar till en skiva innan stjärnbildningen är klar.

Bildningen av en skiva från ett sfäriskt symmetriskt tillstånd kräver en minskning (mer negativ) gravitationspotentialenergi, samtidigt som vinkelmomentet bevaras. Detta kan bara hända om det finns några sätt att förlora energi från systemet i form av dissipativa interaktioner.

Ett rent stjärnsystem är nästan kollisionslöst och det finns inget sätt att sprida energi. Det betyder att när ett sfäriskt system av stjärnor har bildats finns det inget sätt för att bli mer diskliknande. Således, om stjärnbildningen sker på ett sfäriskt sätt, kommer dessa stjärnor att hamna i ett sfäriskt system. Endast i de fall där gasen kollapsar till en skiva innan stjärnbildningen inträffar hamnar vi på skivliknande system. Detta gäller skivan i vår galax (och solsystemet).

När det gäller klotformiga kluster (och andra typer av stjärnkluster i galaxen) verkar det som om stjärnbildningen är tillräckligt snabb för att gasen kan inte ha kollapsat till en skiva innan de flesta stjärnbildningar är färdiga. OBS! Många globulära kluster gör har mätbar rotation.

Men fysisk friktion är inte den enda effekten som är ansvarig, eller hur? Det finns också tyngdkraftsdrag, som till exempel får tyngre kroppar att "falla" närmare mitten av en galax. Jag antar att tyngdkraftsassistenter skulle ha liknande effekt och skulle platta klustret. Varför händer inte det?
@TomášZato Av samma anledning att planeterna inte faller i solen - någon förlust av potentiell energi resulterar i en ökning av kinetisk energi. Tyngre kroppar faller vanligtvis inte närmare mitten av en galax. Om du talar om dynamisk friktion och masssegregering skulle det inte ha någon effekt på sfären i ett kluster.
Nbody sim
2019-07-15 07:56:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Medan vissa galaxer är skivformade är andra (elliptiska galaxer) mer sfäriska. Diskformade system är sådana där bevarande av den stjärnbildande gasens vinkelmoment spelade en central roll; för fler sfäriska system var detta inte fallet. Globala kluster tros bildas i de tätaste delarna av gas i galaxer med det högsta yttre trycket, möjligen till följd av kollisioner mellan gasmoln. I det här fallet är den initiala vinkelmomentet för den större gasdistributionen irrelevant, och dynamiken i gasen i mycket mindre skalor är viktigare.

För att uttrycka det på ett annat sätt: så är det inte att skivor är den mest stabila formen under gravitation; sfäroidala eller elliptiska system är också stabila jämvikter. Fysiken för kollaps och bildning bestämmer den slutliga formen. För globala kluster är gasens initiala vinkelmoment sannolikt irrelevant eftersom de kondenseras ur mycket mindre gasfickor.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...