Эффект «самофокусировки» при течении межзвездного газа через спиральные рукава Пономарева А.А., Мишуров Ю.Н. каф. Физики космоса ЮФУ. - презентация

1 Эффект «самофокусировки» при течении межзвездного газа через спиральные рукава Пономарева А.А., Мишуров Ю.Н. каф. Физики космоса ЮФУ

2 5 ГУВ Roberts (1969): Галактические ударные волны Изотермическая среда

3 Tosa (PASJ, 1973): включил в рассмотрение равновесие в вертикальном направлении

4 гравполедавление

5 Nelson et al. (MNRAS, 1984)

6 Nakanishi, Sofue (PASJ, 2003) ʘ

7 Отрицательная корреляция h ρ

8 Идеи? Hunter (1972): собственная гравитация газа Kim & Ostriker (2006): аналог магнитно – гравитационной неустойчивости (типа Паркера) Мишуров (АЖ, 2006): отказ от изотермического приближения и учет тепловых свойств МЗГ

9 - внутренняя энергия газа - скорость нагрева единицы объема среды - скорость охлаждения ( Elmegreen 1989)

10 «самофокусировка» «аномальная» динамика

11 изучить возмущения, вызываемые в МЗГ в процессе течения его через спиральные рукава с учетом тепловых свойств; установить функциональный вид управляющего параметра и его пороговое значение, отделяющее течение с самофокусировкой от течения без самофокусировки Цель:

12 - угловая скорость вращения галактики

13 Уравнения движения МЗГ:

14 x, u v

15 - плотность газа на экваторе - эффективная полутолщина газового диска - поверхностная плотность газа Tosa: 1) в вертикальном направлении гидростатическое равновесие; 2) вертикальная компонента возмущенной гравитационной силы отсутствует;

16 Наша задача: найти связь между и h и установить, когда «корреляция» будет отрицательной. Рассмотрим установившиеся возмущения в МЗГ, считая, что возмущенное гравитационное поле мало возмущения в газе малы: s = s 0 + s 1 - волновое число

17

18 - управляющий параметр

19 - положительная «корреляция» - отрицательная «корреляция»

20 отрицательная «корреляция» эллипс

21

22 В рамках линейного приближения найдена связь между возмущениями толщины газового диска галактики и экваториальной плотности газа с учетом тепловых процессов в межзвездной среде. Показано, что при течении межзвездного газа через спиральный рукав может наступать явление самофокусировки, или отрицательной корреляции между возмущениями толщины газового диска и экваториальной плотности газа. Найден управляющий параметр, отделяющий течение с самофокусировкой от течения без самофокусировки. Показано, что для типичных значений галактических параметров должно реализовываться течение с самофокусировкой.

23 Более детальное изучение указанной корреляционной зависимости может дать дополнительную информацию о параметрах типичных облаков межзвездного газа, их хаотических скоростей и т.д. Для этого предлагается выполнить более обширные наблюдения с целью определения зависимости толщины газового диска для различных галактоцентрических расстояний, не ограничиваясь, как это было сделано в работе Nakanishi & Sofue, одним радиусом.

24 Спасибо за внимание !

25 «Нормальный» адиабатический или изотермический газ: при сжатии увеличивается давление

26 гравполедавление

27 - почти адиабатическое течение между линдбладовскими резонансами возмущенная плотность почти в противофазе с возмущенным гравитационным полем от спиральной волны плотности, т.к. A < 0 Газ скапливается в потенциальной яме, связанной со спиральными рукавами

28

29 Условие применимости вертикального равновесия Фридман и др. (1994, 2003) млн лет; млн лет