spirální struktura Materiální stín, astrofyzika.6: Spirální struktura. (s7)
- Výsledky. – Po dvou otáčkách (obrázek 13-a): Na hranici mezi shlukem a halo se objevují první nerovnosti. Tento efekt vzniká díky krátkodobým interakcím mezi oběma populacemi. Může být vysvětlen dynamickým třením. První malé ramena již ukazují určitou zakřivenost.
-
Čtyři otáčky (obrázek 13-b): Dynamické tření je na svém maximu. Rychlost hmot shluku na hranici roste. To má za následek rozptyl prvních struktur. Dochází k přenosu energie mezi oběma populacemi. Podmínky Jeansova halo se mění. Halo ukazuje své první nerovnosti.
-
Čtyři a půl otáčky (obrázek 13-c): Nerovnosti halo jsou nyní výraznější. Účinky dynamického tření zcela zmizely. První struktury se nyní obklopují jádrem. Tato skupina kladných hmot bude tvořit budoucí ramena ovlivněná přílivovými efekty z čtyř shluků halo.
-
Osmdesát otáček (obrázek 13-d): Přílivový efekt zakřivuje pás kladných částic kolem jádra. Zřetelně se objevují čtyři ramena.
-
Deset otáček (obrázek 13-e): Přílivový efekt spojil dvě ramena. Tato struktura je první stabilní spirálovitou formou, která přežije až do konce simulace.
-
Dvanáct otáček (obrázek 13-f): Spirální struktura je nyní dobře výrazná. Protože halo je nyní větší díky rotaci shluku, dynamické tření se stává zanedbatelným a přílivový efekt ovládá proces, což způsobuje pomalé deformování shluku. Tato spirální struktura přežije více než padesát otáček.
Snažili jsme se vybrat nejvhodnější simulaci jako ilustraci. Tento scénář vzniku galaxie je ve své části stejný pro všechny naše simulace. Dynamické efekty jsou samozřejmě při animaci mnohem výraznější. Byly nám velkou pomocí, protože nemáme matematický model rotujícího shluku (2D Eddingtonův model odpovídá neotáčející se populaci částic). Během méně než šesti měsíců jsme dosáhli sady parametrů, které vytvářejí tyto spirálovité struktury. Tyto parametry se zdají mít přesné hodnoty. Jejich výrazná změna způsobí nestabilitu galaktické struktury.
. Obr. 13 a : Galaxie s jejím okolním antigalaxií. Dvě otáčky. Dominuje dynamické tření.**** . . Obr. 13 b: Galaxie s jejím okolním antigalaxií. Čtyři otáčky. Stejné **** . Obr. 13 c : Galaxie s jejím okolním antigalaxií. Čtyři a půl otáčky. Malá ramena zmizela. 
Původní verze (anglicky)
spiral structure Matter ghost matter astrophysics.6: Spiral structure.(p7)
- Results. - After two turns (figure 13-a): The first irregularities appears at the frontier between cluster and halo. This effect comes from short distance interactions between the two populations. This may be understood by a dynamic friction. This first tiny arms already show some curvature.
-
Four turns (figure 13-b): The dynamic friction is at its maximum. The speed of cluster masses at the frontier increases. This tends to dissipate the first structures. There is a energy transfer between the two population. The Jeans conditions of the halo changes. The halo shows its first irregularities.
-
Four turns and half (figure 13-c) : The halo irregularities are now more contrasted. The effects of the dynamic friction have now completely disappeared. The first structures are now surrounding the kernel. This set of positive masses will build the future arms, influenced by the tidal effects from the four clusters of the halo.
-
Eight turns (figure 13-d) : The tidal effect curves the belt of positive particles surrounding the kernel. Four arms clearly appear.
-
Ten turns (figure 13-e) : The tidal effect has melted two arms together. This structure is the first stable spiral shape which will last till the end of the simulation
-
Twelve turns (figure 13-f) : The spiral structure is now well contrasted. As the halo is now larger because of the rotation of the cluster, the dynamical friction becomes nglectible and the tidal effect runs the process, inducing a slow beaking to the cluster. This spiral structure will last over fifty turns.
We tried to choose the most relevant run as an illustration. This scenario of the birth of a galaxy is, to some extend, the same for all our simulations. The dynamic effects are of course much more evident with an animation. This was a great help for us as we do not have a mathematical model for a cluster in rotation (the 2-d Eddington corresponds to a non-rotating population of particles). Within six months we reached a set of parameters which create these spiral effects structure. These parameters seem to have precise value. Changing them drastically, and the galactic structure becomes unstable.
. Fig. 13 a : The galaxy with its surronding anti galaxy. Two turns. Dynamical friction dominating.**** . . Fig. 13 b: The galaxy with its surronding anti galaxy. Four turns. Idem **** . Fig. 13 c : The galaxy with its surronding anti galaxy. Four turns and half. The small arms have disappeared.