Эффект «самофокусировки» при течении межзвездного газа через спиральные рукава Пономарева А.А., Мишуров Ю.Н. каф. Физики космоса ЮФУ
5 ГУВ Roberts (1969): Галактические ударные волны Изотермическая среда
Tosa (PASJ, 1973): включил в рассмотрение равновесие в вертикальном направлении
гравполедавление
Nelson et al. (MNRAS, 1984)
Nakanishi, Sofue (PASJ, 2003) ʘ
Отрицательная корреляция h ρ
Идеи? Hunter (1972): собственная гравитация газа Kim & Ostriker (2006): аналог магнитно – гравитационной неустойчивости (типа Паркера) Мишуров (АЖ, 2006): отказ от изотермического приближения и учет тепловых свойств МЗГ
- внутренняя энергия газа - скорость нагрева единицы объема среды - скорость охлаждения ( Elmegreen 1989)
«самофокусировка» «аномальная» динамика
изучить возмущения, вызываемые в МЗГ в процессе течения его через спиральные рукава с учетом тепловых свойств; установить функциональный вид управляющего параметра и его пороговое значение, отделяющее течение с самофокусировкой от течения без самофокусировки Цель:
- угловая скорость вращения галактики
Уравнения движения МЗГ:
x, u v
- плотность газа на экваторе - эффективная полутолщина газового диска - поверхностная плотность газа Tosa: 1) в вертикальном направлении гидростатическое равновесие; 2) вертикальная компонента возмущенной гравитационной силы отсутствует;
Наша задача: найти связь между и h и установить, когда «корреляция» будет отрицательной. Рассмотрим установившиеся возмущения в МЗГ, считая, что возмущенное гравитационное поле мало возмущения в газе малы: s = s 0 + s 1 - волновое число
- управляющий параметр
- положительная «корреляция» - отрицательная «корреляция»
отрицательная «корреляция» эллипс
В рамках линейного приближения найдена связь между возмущениями толщины газового диска галактики и экваториальной плотности газа с учетом тепловых процессов в межзвездной среде. Показано, что при течении межзвездного газа через спиральный рукав может наступать явление самофокусировки, или отрицательной корреляции между возмущениями толщины газового диска и экваториальной плотности газа. Найден управляющий параметр, отделяющий течение с самофокусировкой от течения без самофокусировки. Показано, что для типичных значений галактических параметров должно реализовываться течение с самофокусировкой.
Более детальное изучение указанной корреляционной зависимости может дать дополнительную информацию о параметрах типичных облаков межзвездного газа, их хаотических скоростей и т.д. Для этого предлагается выполнить более обширные наблюдения с целью определения зависимости толщины газового диска для различных галактоцентрических расстояний, не ограничиваясь, как это было сделано в работе Nakanishi & Sofue, одним радиусом.
Спасибо за внимание !
«Нормальный» адиабатический или изотермический газ: при сжатии увеличивается давление
гравполедавление
- почти адиабатическое течение между линдбладовскими резонансами возмущенная плотность почти в противофазе с возмущенным гравитационным полем от спиральной волны плотности, т.к. A < 0 Газ скапливается в потенциальной яме, связанной со спиральными рукавами
Условие применимости вертикального равновесия Фридман и др. (1994, 2003) млн лет; млн лет