estrutura espiral Matéria fantasma astrofísica.6:
Spiral structure.(p10)
- Impacto dos diferentes parâmetros.
Como mencionado anteriormente, os valores dos parâmetros são precisos. Se nos afastarmos muito deles, a estrutura espiral não aparecerá mais. Nenhum equilíbrio será alcançado. Tentamos calcular várias simulações ao redor dessas configurações ótimas. Vamos resumir aqui nossa experiência empírica:
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A frequência epicíclica determina o número de braços. Um valor w = 1 dá uma estrutura com dois braços, enquanto w = 2 dá quatro braços. Quando está entre dois números inteiros, a estrutura espiral torna-se muito incerta.
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A razão entre massa negativa e positiva m controla a curvatura dos braços. A estrutura do exemplo anterior corresponde a m = 3.
Abaixo de m = 3, o halo é instável e se dissipa antes que uma estrutura espiral apareça. Isso significa que o processo dissipativo (atrito dinâmico) aquece a matéria positiva, que escapa pelo halo.
Para valores acima de 3, a galáxia se torna cada vez mais compacta. Uma roda de direção aparece em torno de 5. Uma galáxia espiral com braço completa essa estrutura. Para maiores razões de massa m, o aglomerado está sob pressão excessiva e nenhuma estrutura espiral parece viável (mas, como já foi observado, isso pode ser um artefato devido ao número relativamente baixo de pontos).
Os diferentes esquemas galácticos foram desenhados na figura 15, em função da razão de massa. Os impactos dos parâmetros e (relacionados às velocidades térmicas) não foram explorados.
Fig. 17:** Esquema de design grandioso versus razão de massa** .
- Conclusão.
Esses resultados parecem interessantes, mas temos que ser modestos por várias razões. Primeiramente, estamos lidando com simulações 2D, não 3D. Falando estritamente, isso não descreve o comportamento de pontos de massa localizados em um plano, imersos em seu próprio campo gravitacional, mas o comportamento de "cordas" interagindo por meio de forças gravitacionais (e anti-gravitacionais). Isso vem da forma da equação de Poisson (36), que se refere a um meio tridimensional. Podemos apenas esperar que simulações totalmente 3D, aplicadas a um sistema plano, com movimentos z, forneçam resultados semelhantes.
Suponha que isso aconteça. Este modelo sugere um novo mecanismo que impulsionaria a estrutura espiral das galáxias. Encontramos dois regimes. Primeiro, o atrito dinâmico desacelera o núcleo central. Em seguida, o processo de ressonância gravitacional impulsiona o sistema e os braços se formam, devido a efeitos de maré. Eles não se dissipam por efeitos térmicos, como em outros trabalhos (o halo negativo atua como uma barreira e evita sua dissipação). Essas estruturas permanecem estáveis por um número impressionante de voltas (50). Na verdade, sua origem é bastante diferente. Encontramos barras, desenhos de rodas de direção. Parece ser um caminho promissor para explorar.
Por outro lado, esta "galáxia 2D" não possui gás. Basicamente, ela é composta por 10.000 "estrelas" ou "grupos de estrelas". A interação com o segundo conjunto de 10.000 objetos (cuja natureza não é especificada, exceto que possuem massa negativa) fornece um efeito não linear, um padrão espiral. Se pudéssemos adicionar algum gás a este sistema, com massa positiva (uma ordem de magnitude menor que a massa do "material estelar": 10.000 objetos com massa positiva), e cujos elementos tivessem uma velocidade térmica mais baixa, esse gás deveria girar mais rapidamente, para equilibrar a força gravitacional e compensar o efeito fraco da pressão própria. Esse gás deveria reagir ao campo não homogêneo, devido ao "conjunto de estrelas" e reforçar a estrutura espiral. Se a contraste de velocidade entre o gás e o material estelar fosse grande em todos os lugares, isso deveria produzir um padrão de ondas de choque espiral, como observado. Se tal programa pudesse ser realizado, poderíamos obter uma descrição mais realista de uma galáxia.
Referências
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[22] J.P.Petit e P.Midy : Matéria escura repulsiva. Física Geométrica A, **3 **, março 1998.
Agradecimentos :
Este trabalho é financiado pelo CNRS francês e pela empresa A. Dreyer Brevets et Développement.
Depositado em envelope selado na Academia das Ciências de Paris, 1998.
Comentários.
Este trabalho data de 1994. Só foi possível graças a Frédéric Landsheat, que era então estudante no centro alemão de física de partículas alemão DAISY e tinha acesso a um grande sistema. Foi realizado inteiramente de forma clandestina. Quando, após defender sua tese sobre sistemas de aquisição de dados, ele ganhou outro centro, essa atividade foi interrompida. Nenhum trabalho adicional foi realizado desde então e não conseguimos atrair os pesquisadores franceses, que possuem os meios de cálculo adequados, para esse tema de pesquisa.
Se uma equipe, na França ou no exterior, quiser retomar essas pesquisas exploratórias, ficaríamos muito felizes. Este trabalho foi submetido a muitas revistas de publicação com comitê de leitura, sempre acompanhado do filme mostrando o nascimento da galáxia com barra, apesar de ser bastante sugestivo. Mas nenhuma delas o submeteu a um revisor, contentando-se com respostas estereotipadas do tipo:
- Desculpe, não publicamos trabalhos especulativos.
Este ensaio é apenas um esboço muito grosseiro. Uma galáxia não é, longe de ser, um sistema redutível a uma única população de pontos-massa. Além disso, o fenômeno da estrutura espiral não afeta toda a galáxia, mas principalmente o gás interestelar, a população I sendo muito menos sensível ao fenômeno. Portanto, seria necessário considerar simulações com duas populações, descrevendo a própria galáxia. Também seria necessário representar a galáxia como seu confinamento pela matéria fantasma, se este modelo for válido, ou seja, cercada por matéria repulsiva e relativamente quente.
Os parâmetros que modulam as condições iniciais são numerosos. Razão das densidades médias, velocidade de agitação nos dois meios, perfil de densidades na galáxia, perfil de velocidades. A passagem para o 3D apresenta o problema da potência dos sistemas atuais, insuficiente...