δομή σε σπείρα Μαύρο Μάτι Αστροφυσικής.6: Δομή σε σπείρα. (σελ.7)
- Αποτελέσματα. - Μετά από δύο περιστροφές (εικόνα 13-α): Τα πρώτα ανομοιότητες εμφανίζονται στο όριο μεταξύ του σμήνους και του υπερκεφαλίου. Αυτό το φαινόμενο προέρχεται από τις αλληλεπιδράσεις σε μικρή απόσταση μεταξύ των δύο πληθυσμών. Αυτό μπορεί να κατανοηθεί από τη δυναμική τριβή. Αυτά τα πρώτα μικρά βραχίονες δείχνουν ήδη κάποια καμπύλη.
-
Τέσσερις περιστροφές (εικόνα 13-β): Η δυναμική τριβή είναι στο μέγιστό της. Η ταχύτητα των μαζών του σμήνους στο όριο αυξάνεται. Αυτό τείνει να διαλύσει τις πρώτες δομές. Υπάρχει μεταφορά ενέργειας μεταξύ των δύο πληθυσμών. Οι συνθήκες Jeans του υπερκεφαλίου αλλάζουν. Το υπερκεφάλιο δείχνει τις πρώτες ανομοιότητες.
-
Τέσσερις και μισές περιστροφές (εικόνα 13-γ): Οι ανομοιότητες του υπερκεφαλίου είναι τώρα πιο ξεχωριστές. Τα αποτελέσματα της δυναμικής τριβής έχουν εξαφανιστεί πλήρως. Οι πρώτες δομές περιβάλλουν τώρα τον πυρήνα. Αυτό το σύνολο θετικών μαζών θα σχηματίσει τους μελλοντικούς βραχίονες, επηρεαζόμενοι από τα φαινόμενα της θαλάσσιας πίεσης που προέρχονται από τα τέσσερα σμήνη του υπερκεφαλίου.
-
Οκτώ περιστροφές (εικόνα 13-δ): Το φαινόμενο της θαλάσσιας πίεσης καμπυλώνει τη ζώνη των θετικών σωματιδίων που περιβάλλουν τον πυρήνα. Τέσσερις βραχίονες εμφανίζονται σαφώς.
-
Δέκα περιστροφές (εικόνα 13-ε): Το φαινόμενο της θαλάσσιας πίεσης έχει συγχωνεύσει δύο βραχίονες. Αυτή η δομή είναι η πρώτη σταθερή σπειροειδής μορφή που θα υπάρξει μέχρι το τέλος της προσομοίωσης.
-
Δώδεκα περιστροφές (εικόνα 13-ζ): Η σπειροειδής δομή είναι τώρα καλά ξεχωρισμένη. Επειδή το υπερκεφάλιο είναι τώρα μεγαλύτερο λόγω της περιστροφής του σμήνους, η δυναμική τριβή γίνεται αμελητέα και το φαινόμενο της θαλάσσιας πίεσης κυριαρχεί στη διαδικασία, προκαλώντας μια αργή παραμόρφωση του σμήνους. Αυτή η σπειροειδής δομή θα υπάρξει για περισσότερες από πενήντα περιστροφές.
Προσπαθήσαμε να επιλέξουμε την πιο σχετική προσομοίωση ως παράδειγμα. Αυτός ο σενάριος γέννησης μιας γαλαξία είναι, σε μεγάλο βαθμό, ίδιος για όλες τις προσομοιώσεις μας. Τα δυναμικά φαινόμενα είναι βέβαια πολύ πιο ξεκάθαρα με μια αναπαραγωγή. Αυτό ήταν πολύ χρήσιμο για εμάς, καθώς δεν διαθέτουμε ένα μαθηματικό μοντέλο για ένα σμήνος που περιστρέφεται (το μοντέλο του Eddington 2D αντιστοιχεί σε έναν πληθυσμό σωματιδίων που δεν περιστρέφεται). Εντός εξι μηνών, έχουμε φτάσει σε ένα σύνολο παραμέτρων που παράγουν αυτές τις σπειροειδείς δομές. Αυτές οι παράμετροι φαίνεται να έχουν ακριβείς τιμές. Με την αλλαγή τους σημαντικά, η γαλαξιακή δομή γίνεται ασταθής.
. Εικ. 13 α : Η γαλαξία με το αντίγαλαξία της. Δύο περιστροφές. Υπερισχύει η δυναμική τριβή.**** . . Εικ. 13 β: Η γαλαξία με το αντίγαλαξία της. Τέσσερις περιστροφές. Ιδιο. **** . Εικ. 13 γ : Η γαλαξία με το αντίγαλαξία της. Τέσσερις περιστροφές και μισή. Τα μικρά χέρια έχουν εξαφανιστεί. 
Πρωτότυπη έκδοση (αγγλικά)
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 negligible and the tidal effect runs the process, inducing a slow breaking 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 surrounding anti galaxy. Two turns. Dynamical friction dominating.**** . . Fig. 13 b: The galaxy with its surrounding anti galaxy. Four turns. Idem **** . Fig. 13 c : The galaxy with its surrounding anti galaxy. Four turns and half. The small arms have disappeared.