Dlaczego galaktyki mają ramiona?

11

Kilka lat temu zacząłem grać w grę o nazwie Kerbal Space Program (KSP), a moje zrozumienie tego, jak faktycznie działają orbity, dramatycznie wzrosło. Z powodu KSP patrzyłem na zdjęcie galaktyki ze spiralnymi ramionami i coś uderzyło mnie jako bardzo dziwne. Gwiazdy znajdujące się bliżej powinny krążyć wokół centrum galaktyki szybciej niż gwiazdy znajdujące się dalej, a to rozmywałoby te linie gwiazd, dopóki nie byłyby już rozpoznawalne. Dzieje się tu coś dziwnego!

Dlaczego więc galaktyki mają ramiona? Co łączy te gwiazdy razem?

Zauważyłem, że wszystkie galaktyki są rozmazane i bulwiaste, jak sądzę, że reszta powinna wyglądać. A co jeśli cała ta masa obracająca się wokół wspólnego centrum wypacza przestrzeń wokół niego, jak woda spływająca zlewu, a to wypaczanie jest tym, co chwyta materię / gwiazdy w linie.

orbit galaxy Hal Clark
źródło
2
Witamy na wymianie stosów astronomii i świetne pierwsze pytanie! W rzeczywistości był to bardzo nierozwiązany problem w astronomii przez bardzo długi czas, więc nie jesteście sami, zastanawiając się nad tym.
zephyr
Wydaje mi się, że dawno temu czytałem coś, że odpowiedź leży w interakcji z ciemną materią i / lub ciemną energią. Mogę się mylić. Podobnie jak ty, jestem bardzo zielony, jeśli chodzi o astronomię i astrofizykę. Jestem zwykłym laikiem z naturalną ciekawością. Nawet nie grałem w KSP (chociaż widziałem kilka filmów KSP na YouTube w przeszłości). Jestem pewien, że ktoś mądrzejszy ode mnie tutaj może to wyjaśnić lub obalić. Mogą nawet rzucić jedno z tych fajnie wyglądających, absurdalnie skomplikowanych równań, które ty lub ja nie będziemy mieli pojęcia, co to znaczy.
iMerchant,
1
Możliwy duplikat Dlaczego zdjęcia Drogi Mlecznej wyglądają jak spirala?
James K
1
@zephyr dzięki za punkt. Po przeprowadzeniu niektórych badań wydaje mi się, że aby orbita keplerowska działała tak, jak zakładałem, wszystkie gwiazdy w galaktyce musiałyby znajdować się w strefie wpływu supermasywnej tylnej dziury, którą nie są. Więc tak, to założenie było największym problemem. Będę musiał przejść przez ten sposób myślenia.
Hal Clark,
2
Podobne pytanie z ładną odpowiedzią tutaj: astronomy.stackexchange.com/questions/6232/…
userLTK

Odpowiedzi:

5

Zwykłe wyjaśnienie ramion spiralnych obejmuje fale gęstości . Ruch w postaci premii prowadzi do naprzemiennego gromadzenia się materii (zwiększania formowania się gwiazd) i rozprzestrzeniania się. Podobnie jak samochody na zatłoczonej drodze, gwiazdy przemieszczają się z czasem w regionach o większej lub mniejszej gęstości. Przewidywane rozmazywanie rotacyjne jest znane jako „problem uzwojenia”. Ten artykuł Scientific American zawiera trzy wyjaśnienia profesjonalnych astronomów.

Mike G.
źródło
Uważam ten artykuł za bardzo bardzo interesujący. Dzięki za post. Nie wiedziałem, że przypadkiem natknąłem się na jeden z najciekawszych bieżących tematów astronomicznych.
Hal Clark,
2
To naprawdę tylko gaz, który wpada w ramiona, prawda? To, co widzimy, tworzą młode duże gwiazdy. Większość z nich przechodzi w supernowe i znika, zanim opuści regiony o wysokiej gęstości w ramionach. Niewidzialne małe gwiazdy są równomiernie rozmieszczone w dysku galaktycznym, nie koncentrując się na ramionach. Dobrze?
LocalFluff,
4
@LocalFluff - Nie, w ogólnej populacji starszych gwiazd występują również fale gęstości, chociaż nie są one tak silne jak ramiona spiralne gazu.
Peter Erwin,