ساختار مارپیچی ماده مجازی، ماده معمولی، آستروفیزیک.6. ساختار مارپیچی. (p1)
نظرات.
این کار در سال ۱۹۹۴ انجام شد. تنها به دلیل دسترسی فردریک لاندشیت، که در آن زمان دانشجوی مرکز فیزیک ذرات آلمانی DAISY بود، ممکن شد. این کار به طور کامل به صورت مخفیانه انجام گرفت. زمانی که او پس از دفاع از پایاننامه خود در زمینه سیستمهای جمعآوری دادهها به یک مرکز دیگر منتقل شد، این فعالیت متوقف شد. از آن زمان به بعد هیچ کار تکمیلی انجام نشده و ما نتوانستهایم محققان فرانسوی که از امکانات محاسباتی مناسب برخوردارند، به این موضوع تحقیقاتی علاقهمند کنیم.
اگر یک تیم، در فرانسه یا خارج از آن، بخواهد این مطالعات کاوشگرانه را دوباره آغاز کند، ما بسیار خوشحال خواهیم شد. این کار به بسیاری از مجلات معتبر با داوری دوستی ارائه شد، و در هر بار به همراه فیلمی که تولد کهکشان مارپیچی را نشان میداد، ارائه گردید، اگرچه این فیلم بسیار مبهم و محرک بود. اما هیچ یک از آنها آن را به داوران ارسال نکردند و تنها به پاسخهای استانداردی مانند:
- متاسفانه ما کارهای تکانشی را منتشر نمیکنیم.
پاسخ دادند. این مقاله تنها یک طرح بسیار ساده و ناقص است. یک کهکشان به هیچ وجه سیستمی کاهشپذیر به تنها یک جمعیت از ذرات جرمی نیست. علاوه بر این، پدیده ساختار مارپیچی کل کهکشان را تحت تأثیر قرار نمیدهد، بلکه بیشتر گاز بینستارهای را تحت تأثیر قرار میدهد و جمعیت I به این پدیده بسیار کمتر حساس است. بنابراین باید شبیهسازیهایی با دو جمعیت انجام داد که خود کهکشان را توصیف کنند. همچنین لازم است که کهکشان را به شکلی که با فرض معتبر بودن این مدل، توسط ماده مجازی محصور شده است، نمایش داد، یعنی احتمالاً احاطه شده توسط ماده دافع و نسبتاً گرم.
پارامترهایی که شرایط اولیه را تنظیم میکنند، بسیار زیاد هستند. نسبت چگالیهای متوسط، سرعت تکانش در دو محیط، پروفایل چگالی در کهکشان، پروفایل سرعتها. انتقال به سهبعدی مشکل قدرت سیستمهای فعلی را به وجود میآورد که کافی نیست.
چه چیزی از چنین مطالعهای باید حفظ شود؟
-
یک سناریوی تشکیل کهکشانهای مارپیچی، به طوری که پدیده به صورت دائمی و نه موقت (مانند نظریه فرانسوی فرانسوا کومب) رخ دهد. ساختاری که به سرعت تشکیل میشود، احتمالاً همزمان با تولد خود کهکشان.
-
پایداری چنین ساختاری در طول چندین دور چرخش. میدانیم که مدلهای دیگر با مشکل حفظ این ساختار مارپیچی مواجه میشوند. این یک پدیده ناپایدار است، چه در مرحله اولیه که به یک اصطکاک دینامیکی یادآوری میکند و چه در مرحله بعدی که تحت تأثیر اثرات جزر و مد است. در طول مرحله اولیه که کاهش سرعت رخ میدهد، لحظه حرکتی کهکشان به ماده مجازی اطراف منتقل میشود. پس از آن، این انتقال بسیار کم است.
-
حضور ماده مجازی یک سد پتانسیل در اطراف کهکشان ایجاد میکند، جایی که قدرت دافع آن بیشترین است (مانند محدوده کهکشان که اجازه سرعتهای بالای اطرافی را میدهد، مطالعه کنید: ماده تاریک دافع، فیزیک هندسی A، 3). این میتواند توضیح دهد چرا ذرات جرمی که توسط فرآیند ناپایداری شتاب گرفتهاند، از کهکشان فرار نمیکنند.
-
جالب است که متوجه شویم که با کمی تغییر در شرایط اولیه (به ویژه نسبت جرمهای درگیر)، ساختار مارپیچی به نوعی مانند یک میله مارپیچی تبدیل میشود که در مشاهدات کهکشانها رایج است.
-
در مطالعات بعدی، ما اثرات نوسانات همزمان متریکها را بررسی خواهیم کرد که منجر به تغییر نسبت جرم ظاهری دو گونه میشود. وقتی جرم ظاهری ماده مجازی کاهش مییابد، این محدوده تحت تأثیر قرار میگیرد و کهکشان از هم پاشیده میشود. ما این پدیده را در سال ۱۹۹۴ شبیهسازی کردیم و تصاویری از کهکشانهای نامنظم به دست آوردیم (اگرچه نمیتوان گفت که کهکشان نامنظم نوعی وجود دارد). افزایش جرم ظاهری ماده مجازی، اگرچه به نظر ما میتواند مسئول پدیدههای QSO و کهکشانهای سیفرت باشد، به دلیل اثر آن بر گاز بینستارهای، میتواند اگر به مدت کافی ادامه یابد، میلههای مارپیچی را به کهکشانهای مارپیچی تبدیل کند، به طوری که بازوها به نوعی "باز شوند".
متاسفانه پژوهشهایی چنان جذاب که میتوانستند موضوع بسیاری از پایاننامهها باشند، به این شکل رها شدهاند.
