Kaip pasverti galaktiką?

Paukščių Tako masė yra maždaug trilijoną kartų didesnė, nei Saulės. O gal tik 600 milijardų kartų didesnė. O gal išvis 200 milijardų. Kaip randami šie skaičiai? Kaip galime nustatyti, kiek medžiagos yra galaktikoje – mūsiškėje ar kurioje kitoje? Ir kokias išvadas galime daryti iš to, kad skirtingi metodai kartais duoda tarpusavyje nederančius rezultatus? Apie tai kviečiu skaityti žemiau.

Paukščių Tako diskas (centre), supamas tamsiosios materijos halo (melsvas debesis); dailininko vizualizacija. Iš tiesų komponentų masteliai pavaizduoti klaidingai – diskas santykinai daug mažesnis. Šaltinis: ESO/L. Calçada

Šį pažintinį straipsnį parašiau, nes turiu daug dosnių remėjų Contribee platformoje. Ačiū jums! Jei manote, kad mano tekstai verti reguliarios paramos, prisidėti prie jų galite ir jūs.

Bene pirmasis astronomas, pasiekęs reikšmingų rezultatų vertinant Paukščių Tako masę, buvo olandas Janas Oortas. Didžiąją karjeros dalį jis praleido nagrinėdamas kosminių objektų – kometų ir žvaigždžių – judėjimą. Jis įrodė, kad žvaigždės Paukščių Take skrieja aplink centrą ir tą daro nevienodais greičiais, t.y. kad Galaktika sukasi šiek tiek panašiai į planetas Saulės sistemoje, o ne kaip vientisas kietas kūnas. Šie atradimai, padaryti trečiajame dešimtmetyje, apvertė ligtolinį įsivaizdavimą, kad Saulė yra daugmaž Galaktikos centre; paaiškėjo, kad šį nuo mūsų skiria dešimtys tūkstančių šviesmečių. Žinodamas Saulės nuotolį nuo Galaktikos centro ir judėjimo greitį, Oortas apskaičiavo, kokia turėtų būti visos medžiagos masė tarp centro ir Saulės orbitos.

Kaip tą padaryti? Iš tiesų skaičiavimas labai paprastas, bet jis remiasi gilia įžvalga, kurią įrodė dar Niutonas. Ji vadinama Niutono teorema arba kevalo teorema ir teigia, kad sferiškai simetriškas kūnas išorėje esančius objektus traukia taip pat, kaip trauktų tokios pačios masės taškas, padėtas kūno centre. Tuo tarpu objektai, esantys sferinio kevalo viduje, jokios gravitacinės traukos iš kevalo nejaučia apskritai. Nors Paukščių Takas nėra sferiškai simetriškas – Oorto laikais irgi gerai žinojome, kad Galaktika turi paplokščią diską, kuriam priklauso ir Saulė – pirmoji teoremos dalis galioja ir tuo atveju, kai traukiamas objektas yra ašiškai simetriško (pavyzdžiui, cilindrinio arba diskinio) kūno vidurio plokštumoje. Tad nagrinėjant Saulės judėjimą galima supaprastintai teigti, jog Saulę veikia tik medžiaga, esanti arčiau Galaktikos centro, o tolimesnė judėjimui įtakos neturi. Iš esmės šiuo metodu remiasi beveik visi Paukščių Tako ir kitų galaktikų masės matavimai.

Saulės orbita Paukščių Take. Oorto laikais taip tiksliai orbitos detalių nežinojome, tačiau norint įvertinti masę, to ir nereikėjo. Šaltinis: APS/Alan Stonebraker

Oorto gautas rezultatas buvo netikėtas: apie 100 milijardų Saulės masių sutelkta tarp Galaktikos centro ir Saulės orbitos. Kodėl tai netikėta? Mat bendra žvaigždžių masė šiame regione tėra apie pusę to. Oortas padarė išvadą, jog didelė dalis – maždaug pusė – Paukščių Tako masės yra nematoma. Tai buvo vienas pirmųjų rezultatų, rodančių tamsiosios materijos egzistavimą; šiuo metu žinome, kad ji sudaro daugiau nei 80% visos medžiagos Visatoje, tačiau ne taip efektyviai telkiasi į galaktines sankaupas, todėl centrinėse galaktikų dalyse įprasta, arba barioninė, medžiaga sudaro didesnę dalį.

Ilgą laiką po Oorto atradimų astronomai tikslino Galaktikos masę, bet vis dar apsiribodami regionu arčiau centro, nei Saulės orbita. Taip nutiko dėl dviejų priežasčių. Pirma, centrinėje Galaktikos dalyje žvaigždžių ir dujų daugiau, nei išorinėje, todėl jas stebint galima gauti daugiau ir patikimesnių duomenų. Antra, interpretuoti tuos duomenis paprasčiau, nes norint įvertinti žvaigždžių judėjimo greitį, nebūtina atskirai nustatyti atstumo iki jų. Patikimi didelių atstumų nustatymai, reikalingi Galaktikos sukimuisi, taigi ir masei, įvertinti gerokai toliau, nei Saulė, pasiekti tik XX a. pabaigoje. Tačiau dar iki tol, aštuntajame dešimtmetyje, proveržį suteikė kitų galaktikų stebėjimai. Tuo metu sukurti pakankamai tikslūs spektrografai, kad jais tapo įmanoma matuoti žvaigždžių judėjimo greičius galaktikose, pasisukusiose į mus daugmaž šonu. Amerikietė astronomė Vera Rubin rinko ir analizavo tokius duomenis ir pastebėjo, kad daugelio spiralinių galaktikų žvaigždžių judėjimo greitis beveik nepriklauso nuo atstumo iki centro. Tai reiškia, kad galaktikų masė, didėjant atstumui, auga maždaug tiesiškai. Regimoji masė – žvaigždės ir dujos – susitelkusios daugiausiai centre. Šis skirtumas tarp regimosios ir visos masės, kurį anksčiau Oortas pastebėjo Paukščių Take, buvo esminis įrodymas, iškėlęs tamsiosios materijos hipotezę į mokslinę dienos šviesą.

Moderni Galaktikos sukimosi kreivė nuo pat centro iki Andromedos galaktikos. Skrituliai žymi duomenis, ištisinės linijos – struktūrinius komponentus. Iš kairės į dešinę jie yra: juodoji skylė, du centriniai telkiniai, diskas ir halas. Punktyrine linija pažymėtas ankstesnis centrinio telkinio modelis, neatitinkantis naujausių duomenų. Šaltinis: Sofue (2016), PASJ

Toliau matuodami sukimosi kreives – sukimosi greičio priklausomybę nuo atstumo – kitose galaktikose, mokslininkai pradėjo susidaryti vaizdą apie tamsiosios materijos pasiskirstymą galaktikose. Paaiškėjo, kad ji telkiasi į halus, kurie pasklidę daug plačiau, nei regimoji materija, ir yra daugmaž sferiškai simetriški. Panašiu metu kompiuterių pajėgumai tapo pakankami, kad būtų galima skaitmeniniais modeliais nagrinėti medžiagos judėjimą ir struktūrų formavimąsi Visatoje. Modeliai irgi parodė, kad vien gravitaciškai sąveikaujanti medžiaga – tamsioji materija – turėtų telktis į pasklidusius halus. 1996 metais trys mokslininkai – Julio Navarro, Carlosas Frenkas ir Simonas White`as – atrado tamsiosios materijos halo tankio formulę, kuri gerai derėjo ir su stebėjimų duomenimis, ir su skaitmeninių modelių rezultatais. Tankio profilis, vadinamas jų trijų pavardėmis arba tiesiog NFW, ilgą laiką buvo laikomas universaliu; ir nors vėliau paaiškėjo, kad tikrų galaktikų tankio profiliai nuo jo šiek tiek skiriasi, profilis išlieka svarbus ir plačiai naudojamas matematinis modelis.

Įvairių galaktikoms taikomų tankio profilių formos (kairėje) ir jų duodamos sukimosi kreivės (dešinėje). Nepaisant gana didelių tankio skirtumų, sukimosi kreivės gaunamos gana panašios, taigi atskirti profilius tarpusavyje nelengva. Šaltinis: Boshkayev et al. (2020), Galaxies

Turėdami NFW profilio išraišką, mokslininkai galėjo ją pritaikyti ir Paukščių Takui. Nors poreikio matuoti žvaigždžių ar dujų judėjimą ji nepanaikina, tačiau žinodami, kaip susijęs medžiagos tankis Galaktikos centre ir pakraščiuose, astronomai įgavo galimybę apskaičiuoti visos Galaktikos masę, žinodami medžiagos pasiskirstymą tik jos centre. Deja, čia irgi iškilo problemėlė: formaliai NFW profilio masė, nors ir lėtai, auga neribotai, tolstant nuo centro. Kitaip tariant, profilis pateikia mums medžiagos pasiskirstymą, tačiau nieko nepasako apie jo kraštą – šį dydį tenka nustatyti kitais būdais.

Įprastai naudojamas metodas galaktikų dydžiams įvertinti susijęs su virializacija. Taip vadinamas reiškinys, kai tamsiosios materijos ir dujų srautai, krintantys į galaktiką iš tarpgalaktinės erdvės, susimaišo ir nusistovi tam tikroje pusiausvyroje. Pusiausvira būsena pasižymi tuo, kad laikui bėgant sistema nei plečiasi, nei traukiasi. Centrinėse galaktikos dalyse tokia pusiausvyra nusistovi greičiau, o kuo toliau nuo centro, tuo ilgesnio laiko tarpo reikia. Tam tikru atstumu, kuris vadinamas virialiniu spinduliu, pusiausvyra dar nėra nusistovėjusi per visą galaktikos gyvavimo laiką, praktiškai nuo Didžiojo sprogimo. Būtent tai ir laikome bet kokios galaktikos kraštu. Paukščių Tako virialinis spindulys siekia apie 200 kiloparsekų arba daugiau; net ir mažesnė vertė 12 kartų viršija atstumą nuo Saulės iki Galaktikos centro. Taip pat tai yra bent keliolika kartų daugiau, nei įprastai pateikiami Galaktikos disko gabaritai; net ir naujausi vertinimai rodo, kad disko žvaigždžių praktiškai nebelieka 30-40 kiloparsekų atstumu nuo centro. Taigi Paukščių Tako diskas yra tik mažytė visos Galaktikos dalis.

Po šio lyrinio nukrypimo apie Paukščių Tako skersmenį, grįžkime prie masės vertinimų. Dažnai dydis ir masė vertinami kartu – ir aukščiau minėtuose straipsniuose galime rasti verčių, artimų vienam trilijonui (vienetui su 12 nulių) Saulės masių ar truputį didesnių. Maždaug tokios vertės buvo gaunamos porą dešimtmečių, vis gerėjant stebėjimų duomenims, tikslinant sukimosi kreivę, kamuolinių spiečių, halo žvaigždžių ir palydovinių nykštukinių galaktikų judėjimą . Dar prieš keletą metų atrodė, jog pagrindinis klausimas, susijęs su Paukščių Tako mase, lieka „ar mūsų Galaktika masyvesnė už Andromedą, ar ne?“, mat pastarosios masė irgi vertinta panašiai.

Paukščių Tako masės skirtingu atstumu nuo centro vertinimai. Juodi apskritimai žymi įvairių autorių darbus su nurodytomis datomis (skaičiai trumpiniuose). Geltonas kryžiukas pačioje dešinėje – geriausias įvertinimas 2013 metais; iki maždaug 2022 metų vertinimai reikšmingai nepasikeitė. Šaltinis: Bhattacharjee et al. (2014), The Astrophysical Journal

Aukščiau paminėti kamuolinių spiečių stebėjimai rėmėsi Gaia teleskopo duomenimis. Šis prietaisas, pradėjęs darbą 2013 metų pabaigoje, gerokai praplėtė ir patikslino mūsų supratimą apie žvaigždžių išsidėstymą ir judėjimą tiek Paukščių Take, tiek už jo ribų. Gaia atstumus iki žvaigždžių matuoja paralakso metodu – tikrinama, kiek pasikeičia žvaigždžių padėtys danguje, kai Žemė juda aplink Saulę (iš paralakso apibrėžimo ateina ir atstumo vienetas parsekas – apie tai kadaise rašiau išsamiau). Tie pokyčiai yra mažyčiai; net ir artimiausia Saulei žvaigždė dėl paralakso pasislenka mažiau nei vieną lanko sekundę, o tų, kurios įdomios Galaktikos masei nustatyti, poslinkiai matuojami mikrosekundėmis. Bet Gaia tokius pokyčius išmatuoti sugeba, o kuo ilgiau stebi dangų, tuo rezultatai darosi tikslesni.

2022 metų vasarą paskelbtas trečiasis Gaia duomenų paketas, kuriame pateikta informacija apie daugiau nei pusantro milijardo spinduliuotės šaltinių – daugiausiai žvaigždžių Paukščių Take. Šie duomenys leido dar labiau patikslinti Galaktikos sukimosi kreivę ir sumažinti masės vertinimų paklaidas. Ar bent jau to mokslininkai tikėjosi. Pradėjus analizuoti duomenis paaiškėjo, kad nauji rezultatai gerokai skiriasi nuo senųjų: Paukščių Takas yra daug mažesnis, nei manyta anksčiau. Vienas pirmųjų tokių darbų rėmėsi sukimosi kreive iki 28 kiloparsekų atstumo nuo centro ir nagrinėjo tris galimus Paukščių Tako masės modelius – sferinio tamsiosios materijos halo, tamsiosios materijos disko ir tamsiosios materijos neturinčio modifikuotos dinamikos modelio. Nustatyta, jog mūsų Galaktikos masė yra apie 650 milijardų Saulės masių – toks skaičius gaunamas sferinio halo atveju; kitais atvejais jis dar mažesnis. Kitame darbe sukimosi kreivė ištirta iki 30 kiloparsekų ir gautas dar mažesnis bendros masės rezultatas – 181 milijardas Saulės masių. Tiesa, šio darbo autoriai pripažįsta, kad toks skaičius prieštarauja geriausiems vertinimams, paremtiems kamuolinių spiečių ir palydovinių galaktikų judėjimu, tad neteigia, kad jų rezultatras tikrai teisingas. Dar viename darbe gaunamas iš esmės panašus rezultatas – 206 milijardai – ir teigiama, kad praktiškai visa Galaktikos masė sutelkta centriniuose 19 kiloparsekų. Tokia išvada paremta žvaigždžių judėjimo greičių mažėjimu didesniais atstumais: autorių teigimu, pokytis gerai atitinka vadinamą Keplerinį profilį – tokį, koks tiktų objektams, besisukantiems aplink taškinį kūną, o ne pasklidusiame medžiagos telkinyje. Dar naujesniame darbe gaunamas truputį didesnis skaičius – 640 milijardų; jis paremtas kiek kitokiu metodu: nagrinėjamas ne žvaigždžių sukimosi greitis, o maksimalus greitis, darant prielaidą, kad didesniu greičiu judančios žvaigždės apskritai pabėga iš Galaktikos. Pabėgimo greitis irgi priklauso nuo masės, bet šiek tiek kitaip, nei sukimosi, todėl metodą galima laikyti dalinai nepriklausomu nuo ankstesniųjų.

Paukščių Tako sukimosi kreivė. Taškai – įvairių šaltinių duomenys. Oranžiniai apskritimai – duomenys iš trečiojo Gaia duomenų paketo. Punktyrinė linija atitinka Keplerinį profilį, mėlyna – ankstesnį Paukščių Tako masės modelį. Šaltinis: Triton Station

Ankstesnių rezultatų, bent jau tų, kurie paremti ne pavienių žvaigždžių judėjimu, kol kas niekas nepaneigė. Būtų keista, jei paaiškėtų, kad įvairūs ankstesni matavimai buvo vienodai neteisingi. Tačiau neaiškumas, arba, moksliniu žargonu šnekant, įtampa išlieka. Kokia toji Paukščių Tako masė – artimesnė 200 milijardų Saulės masių ar viršija trilijoną? Gali būti, kad atsakymas iš tiesų per vidurį: Paukščių Takas yra 600-700 milijardų Saulės masių telkinys, naujieji skaičiavimai ją kiek nuvertina, o senesni – šiek tiek pervertina. Gali būti, kad atsakymas sudėtingesnis ir susijęs su Paukščių Tako halo forma. Nors naujuose tyrimuose neapsiribota NFW halu, galimų formų yra daugybė, o kai kurios iš jų galbūt galėtų paaiškinti tiek sukimosi kreivę, tiek palydovių judėjimą. Galbūt kurie nors iš tyrimų neatsižvelgia į svarbius sistematinius veiksnius – pavyzdžiui, gali būti, kad palydovinių galaktikų orbitos nėra nusistovėjusios. Galutinių atsakymų dar teks palaukti.

Laiqualasse

19 komentarų

  1. Geras straipsnis: aš pridėsiu/patikslinsiu kaikur.
    Apie Shell’ą:
    Shell’o teoremos grafikas: https://ibb.co/HNQvb4G
    Visi žino kad viduj apie 0, išorėj: 1 ir mažeja F pagal 1/r^2 formulę.
    Tačiau yra įdomybė tame kad ties pačiu atstumu 1, jėga yra lygi 0.5.
    Kas vyksta ties riba: kaip čia peršokimas vyksta nuo: 0, iki 0,5 ir iki 1,0.
    Kai yra kvantifikacija, ne matematiškai begalybė dalelių, o baigtinis dalelių skaičius, tai ši funkcija yra vientisa.
    Shell’o teorema galioja N-dimensinėse erdvėse (keturmatėj ir penkiamatėj ir t.t) priimant kad jėga jose veikia 1/R^(N-1).
    Shell’o teorema negalioja disko plokštumoje. Toliau: apie disko dinamiką

  2. Apie disko dinamiką:
    Sakykim turim du dalykus:
    1) taškinę masę centre
    2) diską kurio tankis pasiskirstęs vienodai ir jo masė tokia pati kaip ir 1)

    Na pirmas tai visiems suprantamas. F krenta didėjant atstumui, v krenta didėjant atstumui.
    Dabar pažiūrim antrą variantą. Kai diskas tai F toks grafikas:
    https://ibb.co/BTKhP5D
    Orbital velocity grafikas:
    https://ibb.co/kBwpQJH

    Diskas (tos pačios masės) traukia savo šoną Pi kartų labiau nei taškinis kūnas. Beto, diske, didžiausias orbitinis greitis yra pačiame disko šone (kai atstumas 1R). Ten orbitinis greitis sqrt(Pi) kartų didesnis nei taškinio kūno atveju.

    Jei 1) atveju orbital velocity mažėja nuo 0 iki infinity
    Tai 2) atveju orbital velocity didėja nuo 0 iki R, ir mažėja nuo 1 iki infinity.

    Čia constant density.
    Dėl ne constant kitas komentaras „Apie Milky Way rotation curves“.

  3. Patvirtink komentarą, nes „awaiting moderation“ kitaip šitas postas mažiau aiškus bus, pirmiau geriau skaityt „Apie disko dinamiką“

    Milky way curve – plokščia. Norint kad curve būtų plokščia, tai tankis galaktikoje turi mažėti didėjant atstumui. Tik klausimas kiek, ar per greit ar per lėtai.

    Nagrinėjant Milky way reikia „density profile’o“.
    https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Sept16/Sofue/Figures/figure21.jpg

    Sakykim density kinta taip kad tankių santykiai:
    rho(1kpc) / rho(10kpc) = 10
    ir
    rho(5 kpc) / rho(10 kpc) = 2.

    Klausimas: ar bus „velocity curve“ flat?
    Atsakymas bus.

    Ne viskas kaip paprasta kaip galvoji.

    1. Nesu tikras, ar suprantu tavo komentaro pabaigą. Sakai, kad jei masės pasiskirstymo tankis kinta kaip rho \propto R^-1 (kas atitinka tavo pavyzdžius), sukimosi kreivė gausis plokščia? Can I see the math on that? Tame Sofue grafike, kurį nurodei, matau maždaug tokius skaičius, bet jis rodo ne rho (erdvinio tankio), o Sigma (paviršinio tankio) kitimą, kuris, to a first approximation, atitinka rho \propto R^-2, t.y. izoterminį modelį.

      1. Na tuos grafikus kur matai is „disko dinamikos“ tai kompiuteris skaiciuoja. Sugeneruoja, diska, pagal tam tikra profile’a.
        Tada eina nuo R=0 iki R=4, kas 0.01, ir skaiciuoja bendra force vektoriu, su 100 milijonu „particles“ ar galima sakyti „stars“. Isspjauna grafika po 2 minuciu skaiciavimo mazdaug. Na dar renderinima pasidares, ir physics simuliatoriu. Kaip jau supratai nera „math“, kompiuterines programos dirba. Bet galiu pasakyt taip, kai Msun/kpc^2 kinta kaip R^(-1) tai velocity curve’as yra flat’ish.

        1. Ai, tai ok, aš analitikos ir nesitikėjau, žinau, kad čia analitiškai nesuskaičiuojami dalykai. Bet gerai, išsiaiškinom, kad kalba ėjo apie surface mass density, o ne erdvinį tankį.

          1. Kai MSUN/KPC^2 konstanta (jau daviau anksciau:
            https://ibb.co/kBwpQJH

            Na o tikriausiai tau butu idomu paziuret kaip atrodo R^-1 tankis. Taigi, kai MSUN/KPC^2 kinta kaip R^-1
            https://ibb.co/cLnLRW3

            Pirmas grafikas siek tiek klaidingas, bet panasus. Nesigilinam per daug. Esme kad labai peakina.

            Antras – plokstutis. I pabaiga peakin’a i virsu, ne todel kad turetu, o todel kad uz 40 tankis absiolutus nulis ir nera kas ta krasta temptu i priesinga puse.

            1. atsiprašau, kažkodėl tik dabar pamačiau, kad šitas komentaras užlaikytas buvo. Bet jau išsiaiškinom, kad taip, paviršinio tankio kitimas kaip R^-1 duoda plokščią sukimosi kreivę, nes tai atitinka erdvinio tankio kitimą R^-2. Dėl šito nėra ko ginčytis. Bet realių galaktikų regimosios medžiagos tankio profiliai yra ne R^-1, o eksponentiniai, bent jau išorinėse dalyse, taigi vien regimoji medžiaga tokios sukimosi kreivės niekaip neduos.

              1. Na susivedziau paziuret eksponentini modeli, h kaip 3 kpc paemiau. Grafikas kazkiek panasus, kazkiek skiriasi, general shape’as gana panasus i tai ka fiksuojam. Man tik klausimas iskart iskyla, kodel mases distribucija turetu „sekti“ kazkokia formule, kad ir eksponencine. Kitas dalykas, eksponentinis flat disk modelis man dar itartinas ir del to kad per mazus density prognozuoja,
                na sakykim yra galaktika ir jos regimasis kokia 18 kpc, tai nori pasakyt kad ties 9 kpc density skiriasi 20 kartu?
                e^(18/3) / e^(9/3)
                Milky way picture nera, bet paziurim i kita spiraline

                https://science.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/04/m51-and-companion_0-jpg.webp?w=4096&format=webp

                kazkur per vidury tikrai ne 20x kartu skiriasi.

                Vat jis gal kiek gerai pradzia prognozuoja iki 10 kpc, bet toliau panasu man kad nupievauja

                1. O tu žinai, kad ne iš tokių galaktikų nuotraukų reikia vertinti, kiek kas skiriasi, o iš actual duomenų apie šviesio intensyvumą? Aišku, M51 nėra labai geras pavyzdys, kadangi galaktika poroje, bet jei jau tą pateikei, tai va – https://arxiv.org/pdf/0912.0731.pdf – Fig. 21 ir Table 4, gali nagrinėti, kokie ten iš tikro šviesiai. Efektyvų spindulį gauna apie 1,9-2,8 lanko minučių (kaip suprantu, skirtingi fit’ai, neturėjau laiko detaliai skaityti), ties 6 ir 12 lanko minučių šviesio tankis skiriasi daugiau nei šešiais ryškiais į kvadratinę sekundę, aka >250 kartų. Sekančiame to paties straipsnio paveiksliuke yra labiau izoliuotos galaktikos NGC 289 fit’as, ten panašius rezultatus pamatysi.

                  Masės pasiskirstymas neseka idealiai kažkokios formulės, bet įvairios formulės duoda gana gerus artinius. Kodėl – priežasčių yra įvairių, bet bendrai galima jas visas apibūdinti kaip „universalūs fizikos dėsniai taip lemia“.

              2. gal tu geriau vienoj redirektinimo i teoretine formule pateik duomenis kuriuos noretai paziuret kaip rotation curve atrodytytu, dvimaciu formatu (distance, density), bent kas 2 kpc milky way atveju. As is tasku gradienta sugebesiu pasidaryt per „bezier path“, ir tada rotation curve image’a papostinsiu, tai tada galesim diskutuot kiek atitinka. Dar geriau du saltinius, skirtingu metodologiju, nes vienas gali nusipievaut, kaip ir tos pavienos zvaigzdes virs 18 kpc, pasirodo visai ne toks ir flat curve’as, ka Gaia aptiko yra butent keplerinis decline’as.

                1. Sorry, mate, bet čia tu labai įsikibęs kažkokių kreivų idėjų, tiek apie kosmologiją, tiek, pasirodo, ir apie galaktikų struktūrą, tai jei nori įrodymų, rinkis juos pats. Pagūglinus „light intensity profiles of disc galaxies“ šaltinių apstu, tiek su duomenimis, tiek su įvairiais jų fitinimais.

  4. Tikriausiai matei ne karta tokius grafikus:
    https://www.quora.com/How-do-galactic-rotation-curves-suggest-the-presence-of-dark-matter
    https://www.e-education.psu.edu/astro801/book/export/html/1863
    Nekreipk demesio i tokius grafikus. Man atrodo yra tokiu researcheriu kurie Shell’o teorema taiko diskams.

    Gal padarom taip. Paimam kokios nors gerai zinomos spiralines galaktikos surface density msun/kpc^2 ir is jo isvedam rotation curve’a? Matematiskai cia neisskaiciuosi, reikia rasyt force vektoriu „sumatorius“, kur density simuliuoja kad velocity curve normalu isvest galima butu. Mano anksciau pateikti disko dinamikos grafikai yra is mano rasyto „sumatoriaus“ su kazkur 10^8 particles. Tik pazaidus su ivairiais density profailais atsiranda bent sioks toks supratimas apie velocity curves. Ne matematinis, o simuliacinis/intuicinis.

    Nematau as dark matter rotation curve’uose. Na gal tiksliau skeptiskas abejoju. Kodel elipsinese beveik nera dark matter? Nes ne diskine dinamika? Paskutiniu menesiu research zinai, staigiai zemejentis rotation curve nuo 18 kpc, skaiciu anksciau ir tavo parasyta naujiena. Ka tai tau sako apie density ir dark matter pokycius? Bent jau is mano supratimo tai stipriai kerta per „dark matter“ hala.

    1. „Kodėl elipsinėse beveik nėra dark matter?“

      Reference or it didn’t happen :D Truputį pagūglinęs randu daug maždaug tokios info, kaip čia (Figure 9, pačioje pradžioje): https://ned.ipac.caltech.edu/level5/March16/Kormendy/Kormendy7.html. T.y. taip, elipsinėse (na, bendrai paėmus masyvesnėse) galaktikose barionų santykinai daugiau, nei diskinėse, bet jų dalis priartėja tik prie kosmologinio (pirmykščio) santykio, ~1/6, o ne prie vieneto.

      Dėl sukimosi kreivės tai „Keplerinį žemėjimą“ randa vienas darbas iš maždaug keturių, kurie tuos pačius duomenis nagrinėjo (žr. šito pačio mano teksto pabaigą). Nesu pakankamai kompetentingas, kad pasakyčiau, kuris iš metodų geriausias (jei tai apskritai įmanoma), bet net ir to „Keplerinio“ straipsnio grafike matyti, kad paklaidų ribose įmanomi ir įvairūs „nekepleriniai“ sukimosi kreivės variantai. Be to, remiantis tuo Sofue grafiku, kurį įdėjau į tekstą, matyti, kad jei tams. mat. visai nebūtų, kreivės žemėjimas turėtų prasidėti <10 kpc atstumu nuo centro, kas tikrai niekaip neatitinka stebėjimų.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.