estrutura em espiral Materia fantasma astrofísica.6: Estrutura em espiral. (p6)
Fig. 10-b) : Sua distribuição de massa negativa associada.
. Fig. 10-c : Sobreposição das duas. Distribuição ss.
F. Lhandseat mostrou que esta distribuição de massas positivas e negativas conjugadas era estável por um grande número de tempos de Jeans.
- Introdução da rotação.
Era tentador tentar dar um movimento de rotação ao grupo central de massas positivas. Mas então, nenhuma solução analítica em 2D estava disponível. F. Lhanseat decidiu introduzir empiricamente a curva de rotação inicial seguinte (que tende a uma rotação sólida no centro, e a zero na periferia):
Fig. 11 : Perfil da curva de rotação inicial
A força centrífuga tende a destruir a estabilidade do sistema. Se quisermos equilibrar a força centrífuga, podemos reduzir a força de pressão (velocidade térmica no sub-sistema de massas positivas em rotação) ou aumentar o efeito de confinamento aumentando m. Mas, como mostrou F. Lhandseat, o aumento deste parâmetro produz um artefato devido ao número relativamente baixo de pontos. Se tentarmos equilibrar a força centrífuga com m > 5, a estrutura em halo e o aglomerado cruzam-se. Então, o halo se transforma em aglomerado e vice-versa.
A explicação é a seguinte. Os dois conjuntos: aglomerado e halo, não podem ser assimilados a massas contínuas de gás. Eles são simplesmente conjuntos limitados de pontos. Devido à sua ação repulsiva, o halo (auto-atrativo) tende a comprimir o aglomerado (o grupo de massas positivas e o halo de massas negativas se repelem mutuamente). Podemos compará-lo a um peneiro atuando sobre batatas-palha. Um peneiro possui furos.
Fig. 12-a : O peneiro, com pequenos furos, equilibra a pressão devido ao peso das batatas-palha.
A eficiência do processo de compressão depende do diâmetro desses furos. Se for pequeno, nosso peneiro esférico confina eficientemente a massa central de "batatas-palha". Se os furos forem muito grandes, as batatas-palha passarão pelo peneiro, como sugerem as figuras 12-a e 12-b.
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Fig. 12-b : Quando os furos são muito grandes, o peneiro não consegue reter as batatas-palha: elas passam através.
Se reduzirmos o número de pontos envolvidos na simulação, o valor máximo de m torna-se menor, pois os "furos" nesta distribuição de matéria negativa tornam-se maiores. Aqui, atingimos um limite fundamental desta simulação numérica, devido a este artefato. Com apenas 2 × 10 000 pontos, se m ultrapassar 5, o aglomerado atravessa o halo e se dissipa. Com um número maior de pontos, um efeito de confinamento mais forte poderia ter sido obtido, mas o limite fundamental da nossa máquina não o permitiu.
De qualquer forma, F. Lhandseat ajustou as condições empiricamente e constatou que os resultados pareciam bons quando a velocidade de rotação característica (valor máximo) era cerca de dez vezes menor que a velocidade térmica média no aglomerado (sub-sistema de massas positivas), o que significava que a energia de rotação era menor que a energia de pressão. Em termos físicos, a força gravitacional era principalmente equilibrada pela força de pressão, e não pela força centrífuga. Nesse caso, a frequência epicíclica valia = 1.
