渦巻構造 マター・ゴーストマター 天体物理学。6.渦巻構造。(p1)
コメント。
この研究は1994年のものです。ドイツの粒子物理センターDAISYで当時学生だったフランソワ・ランシェットが、大規模なシステムにアクセスできたため可能となりました。これは完全に秘密裏に行われました。彼がデータ取得システムに関する博士論文を提出し、別のセンターへ移ったことで、この活動は中断されました。その後、補完的な研究は一切行われず、私たちはフランス国内で適切な計算能力を持つ研究者にこの研究テーマに関心を持ってもらうこともできませんでした。
仮に、フランス国内外でこの探求的な研究を再開したいチームがあれば、大変喜ばしいことです。この研究は、多数の査読付き雑誌に投稿され、毎回、銀河の形成を示す映像とともに添付されましたが、どの雑誌も審査に回さず、以下の標準的な返答にとどまりました。
- 申し訳ありませんが、推測的な内容は掲載しておりません。
この試みは、非常に粗い下書きに過ぎません。銀河は決して一点質量の集まりに還元できるものではありません。また、渦巻構造は銀河全体ではなく、主に銀河間ガスに影響を与える現象であり、第1世代の星の影響は比較的少ないです。したがって、銀河そのものを記述するためには、二つの種類の集団を含むシミュレーションが必要です。また、このモデルが有効であるとすれば、銀河がゴーストマターによって拘束されている状態、つまり、反発性のある比較的高温の物質に囲まれた状態を表現する必要があります。
初期条件を調整するパラメータは多数あります。二つの環境における平均密度比、乱流の速度、銀河内の密度プロファイル、速度プロファイルが挙げられます。3次元への拡張は、現在のシステムの計算能力が不十分であるという問題に直面します。
このような研究から何を学ぶべきでしょうか？
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螺旋銀河の形成シナリオ。この現象は一時的なものではなく、恒常的なものです。これはフランス人のフランソワ・コンブの理論とは異なります。構造は比較的早く、おそらく銀河の誕生と同時に形成される可能性があります。
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このような構造が多数の回転を経ても持続する点です。他のモデルはこの渦巻構造を維持する困難に直面しています。これは摩擦や潮汐効果といったエネルギー散逸現象に起因します。最初の段階における減速により、銀河が失った角運動量は周囲のゴーストマターに移動します。その後はこの移動は最小限になります。
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ゴーストマターの存在は、銀河の周辺で、その反発力が最も強い場所にポテンシャルバリアーを形成します（銀河の拘束と周辺での高速回転を可能にするもので、論文「Repulsive dark matter, Geometrical Physics A, 3」参照）。このため、エネルギー散逸によって加速された点質量が銀河から逃げ出すことを防ぐことができるかもしれません。
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初期条件をわずかに変更する（特に、関与する質量比を変える）ことで、渦巻構造が銀河観測でよく見られるような「棒状渦巻」構造へと進化する様子が確認できます。
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今後の研究では、二種類のメトリックの同時変動による効果、すなわち二種類の物質の見かけの質量比を変化させる効果を検討します。ゴーストマターの見かけの質量が減少すると、銀河の拘束が影響を受け、銀河が崩壊します。この現象を1994年にシミュレーションし、不規則銀河の画像を得ました（ただし、「典型的な不規則銀河」とは言えません）。ゴーストマターの見かけの質量が増加すると、銀河間ガスへの影響から、QSOやセファルト銀河の現象を説明できると考えられます。また、この増加が十分長期間続くと、「棒状渦巻」構造が螺旋銀河へと変化し、腕が「展開」されるような現象が起こるかもしれません。
このような魅力的な研究が、多くの博士論文のテーマとして扱われる可能性を秘めながら、放置され続けているのは残念です。
