struttura a spirale materia fantasma materia astrofisica.6. Struttura a spirale.(p1)
Osservazioni.
Questo lavoro risale al 1994. Fu reso possibile solo perché Frédéric Landsheat, allora studente presso il centro tedesco di fisica delle particelle tedesco DAISY, aveva accesso a un sistema potente. Fu svolto interamente in modo clandestino. Quando, dopo la sua tesi sui sistemi di acquisizione dei dati, lui lasciò per un altro centro, questa attività fu interrotta. Da allora non è stato svolto alcun lavoro complementare e non siamo riusciti a interessare i ricercatori francesi, dotati delle risorse di calcolo necessarie, a questa tematica di ricerca.
Se un team, in Francia o all'estero, volesse riprendere queste indagini esplorative, ne saremmo molto felici. Questo lavoro fu sottoposto a molte riviste con comitato di lettura, accompagnandolo sempre con il film che mostrava la nascita della galassia a barra, molto suggestivo. Ma nessuna lo sottopose a un referee, limitandosi a risposte stereotipe del tipo:
- Mi spiace, non pubblichiamo lavori speculativi.
Questo tentativo non è che un abbozzo molto grezzo. Una galassia non è affatto un sistema riducibile a una sola popolazione di punti massa. Inoltre, il fenomeno della struttura a spirale non riguarda l'intera galassia, ma principalmente il gas interstellare, dove la popolazione I è molto meno sensibile al fenomeno. Dovrebbe quindi essere considerata una simulazione con due popolazioni, descrivendo la galassia stessa. Sarebbe inoltre necessario rappresentare la galassia tale che il suo confinamento da parte della materia fantasma, se questo modello è valido, si presenta, cioè circondata da materia repulsiva e relativamente calda.
I parametri che modulano le condizioni iniziali sono numerosi. Rapporto delle densità medie, velocità di agitazione nei due ambienti, profilo delle densità nella galassia, profilo delle velocità. Il passaggio al 3D pone il problema della potenza dei sistemi attuali, insufficiente.
Cosa si deve ricordare da uno studio simile?
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Uno scenario di formazione delle galassie a spirale, dove il fenomeno è permanente e non "transitorio", come nella teoria francese di Françoise Combe. Struttura che si formerebbe abbastanza rapidamente, probabilmente fin dalla nascita stessa della galassia.
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La persistenza di tale struttura per un numero elevato di giri. Si sa che gli altri modelli si scontrano con la difficoltà di mantenere questa struttura a spirale. Si tratta di un fenomeno dissipativo, che riguarda sia la fase iniziale, che richiama una frizione dinamica, che la fase successiva, dominata dagli effetti di marea. Durante il frenaggio che si verifica nella prima fase, il momento angolare perso dalla galassia viene trasferito alla materia fantasma circostante. Dopo, questo trasferimento rimane minimo.
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La presenza della materia fantasma costituisce una barriera di potenziale, alla periferia, dove il suo potere repulsivo è più intenso (come nel confinamento della galassia, che permette velocità periferiche elevate, vedi articolo Repulsive dark matter, Geometrical Physics A, 3). Ciò potrebbe spiegare la non fuga delle masse accelerate dal processo dissipativo.
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È interessante notare che variando leggermente le condizioni iniziali (in particolare il rapporto delle masse coinvolte) si osserva la struttura a spirale evolvere verso una sorta di volano a barra, tipico nelle osservazioni delle galassie.
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In lavori futuri studieremo gli effetti delle fluttuazioni congiunte delle metriche, che modificano il rapporto delle masse apparenti delle due specie. Quando la massa apparente della materia fantasma diminuisce, il confinamento ne risente e la galassia si disarticola. Abbiamo simulato questo fenomeno nel 1994 e ottenuto immagini di galassie irregolari (ma non si può dire che esista una "galassia irregolare-tipo"). Un aumento della massa apparente della materia fantasma, che sembra poter essere responsabile dei fenomeni QSO e delle galassie di Seyfert, a causa della sua azione sul gas interstellare, potrebbe anche, se si mantiene per un periodo sufficientemente lungo, trasformare i "volani a barra" in galassie a spirale, i bracci, in un certo senso, "srotolandosi".
È un peccato che ricerche così appassionanti, che potrebbero costituire numerosi argomenti di tesi, vengano lasciate in questo modo all'abbandono.
