Bar (astronomi)
Bar , også en springer i astronomi , er en aflang struktur af stjerner og gas i den galaktiske skive . En stang kan være til stede i diskgalakser - linseformede , spiralformede og uregelmæssige . Fra halvdelen til to tredjedele af diskgalakser, inklusive Mælkevejen , har en bar. Tilstedeværelsen og sværhedsgraden af en stang er et af kriterierne for klassificering af galakser .
En stang dannes, når der opstår en gravitationel ustabilitet i en tynd skive i en galakse. Dette kræver enten en tilstrækkelig høj skiverotationshastighed eller en lav rotationshastighed og høje radiale hastigheder af stjernerne. Stænger har en mærkbar effekt på værtsgalakser og er en af hovedagenterne for intern sekulær evolution - ændringer i en galakse over en lang periode, uafhængigt af dens miljø.
Beskrivelse og karakteristika
En stang, også kaldet en stang, er en aflang struktur i planet af den galaktiske skive , som er en komprimering af stjerner og gas . Oftest er midten af stangen placeret på samme sted som midten af skiven, men i lavmassegalakser falder deres positioner muligvis ikke sammen. I sprossede spiralgalakser begynder spiralarmene ikke i midten af galaksen, men ved enderne af stangen. En stang kan observeres i skivegalakser - linseformet , spiralformet og uregelmæssig [1] [2] [3] . Nogle galakser kan have mere end én søjle: galakser med to og endda tre søjler er kendte [4] .
En bar er en stabil formation, der eksisterer i en enkelt galakse i mange omdrejninger. Stangen roterer som helhed i samme retning som skiven, men som regel med en lidt lavere vinkelhastighed. Samtidig er de stjerner, der udgør baren, ikke i den hele tiden, i modsætning til for eksempel fra bulen . Stjerner kommer konstant ind og forlader stangen, men deres øgede koncentration i stangens område forbliver, så stangens udseende ændres ikke - på samme måde optræder spiralarme i tæthedsbølgeteori [1] [2] .
Af alle galakser har omkring en tredjedel en stang, inklusive Mælkevejen , og af skivegalakser, ifølge forskellige skøn, fra halvdelen til to tredjedele [1] . Stjernerne i søjlerne er for det meste gamle og røde, så de fleste søjler er ikke synlige i det ultraviolette område . I gennemsnit er lysstyrken af en bjælke 10 % af lysstyrken i hele galaksen, men kan nå op til 30 % [5] , i galakser i det moderne univers er omkring 15 % af massen af stjerner indeholdt i søjler. Generelt, i galakser med stænger, sammenlignet med galakser uden stang, varierer farven og metalliciteten mindre med radius, og gassen er stærkere koncentreret mod midten [6] .
Tilstedeværelsen og sværhedsgraden af en stang er et af kriterierne for klassificering af galakser . Så spiralgalakser i Hubble-systemet er opdelt i normal , angivet med S, hvor bjælken er fraværende, og krydset , angivet med SB, hvor den er til stede. I de Vaucouleurs-systemet skelnes der ud over normale (SA) og krydsede spiralgalakser (SB), overgangsspiralgalakser , betegnet SAB. I dette skema er ikke kun spiralgalakser, men også linseformede og uregelmæssige galakser klassificeret efter sværhedsgraden af bjælken [7] [8] [9] .
Parametrisering
Formen af stangen og dens isofoter er godt beskrevet af generaliserede ellipser [6] [10] :
hvor og er de store og mindre halvakser , og er koordinaterne langs de store og mindre akser, og er en parameter, der specificerer formen på den generaliserede ellipse. Denne formel bliver til en ellipseligning . Normalt bedst egnet til at beskrive formen på en stang , men [6] [10] bruges også .
Fordelingen af overfladelysstyrke i en bar er ofte modelleret med en modificeret Ferrers funktion . Til fordeling af lysstyrke langs bjælkens hovedakse har den følgende form [11] :
![{\displaystyle \mu (r)=\mu _{0}\left[1-\left({\frac {r}{r_{bar))}\right)^{2-\beta}\right]^ {\alpha))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d0a4359e6b76c8169ceae656412b2f976cc536ac)
I denne formel er overfladelysstyrken i midten af bjælken, er afstanden til bjælkegrænsen, ud over hvilken overfladelysstyrken anses for at være nul. Parametrene og er ansvarlige for hastigheden af fald i lysstyrke, henholdsvis ved grænsen og i midten af bjælken [11] .
Sersics lov , der ofte bruges til at beskrive buler og skiver , kan også bruges til stænger - for dem er den normalt i området fra 0,5 til 1 [6] [10] .
Fremkomsten af søjler
En stang dannes, når der opstår en gravitationel ustabilitet i en tynd skive i en galakse. Der er mindst to mekanismer til dannelsen af en stang: stangdannende ustabilitet og ustabilitet af prolatbaner [12] .
En bar-dannende ustabilitet, eller en bar-mode, danner en bar, hvis skivens rotationshastighed er høj nok, i hvilket tilfælde dannelsen af en bar bliver energetisk gunstig. Kvantitativt udtrykkes ustabilitetskriteriet i form af diskens rotationsenergi og dens potentielle energi : hvis forholdet er mere end 0,14-0,20 (den nøjagtige værdi afhænger af modelparametrene), så vises en søjle i 1-2 omdrejninger af galakse. En lignende situation opstår i mekanikken for inkompressible selvgraviterende legemer: ved tilstrækkeligt høje rotationsenergier bliver de fra en oblate Maclaurin-ellipsoide til en prolater Jacobi-ellipsoide. En tilstrækkelig stor hastighedsspredning i galaksen og tilstedeværelsen af et massivt sfærisk undersystem af galaksen : en bule eller en mørk glorie kan forhindre dannelsen af en stang . Tilsyneladende dannes store stænger på denne måde [12] .
Ustabilitet af aflange baner opstår tværtimod, når skiven roterer langsomt, og stjernerne har høje radiale hastigheder. Hvis stjernerne bevæger sig i tætte, aflange baner, så på grund af tyngdekraftens vekselvirkning mellem dem, præcesserer og nærmer sig banerne endnu mere, og der dannes også en stang. En sådan stangdannelsesmekanisme er ineffektiv for svagt langstrakte baner, så den bør hovedsageligt manifestere sig i de centrale områder af skiven, hvor den radiale spredning af stjernernes hastigheder er stor. Desuden skal de stænger, der dannes på denne måde, have en lav omdrejningshastighed [12] .
Indflydelse på galakser
Stænger har en mærkbar effekt på værtsgalakser og er en af hovedagenterne for intern sekulær evolution - ændringer i en galakse over en lang periode, uafhængigt af dens miljø. Da stængerne ikke er symmetriske om galaksens akse, omfordeler de stjerners og gass vinkelmomentum , hvilket fører til en ændring i den galaktiske struktur [6] [13] .
Stænger flytter gas på en sådan måde, at den danner spiralarme og ringe , trykket i den stiger og fra atomart bliver den molekylær , stjernedannelse begynder i den . Fra områderne uden for bjælken bevæger gassen sig til udkanten af galaksen og fra området inden for bjælkens radius til selve midten. Dette fører til en udjævning af metallicitetsgradienterne og til en stigning i den centrale koncentration af gas, som observeres i galakser med søjler (se ovenfor ). Koncentrationen af gas i midten kan til gengæld føre til aktiviteten af den galaktiske kerne , men i galakser med aktive kerner observeres stænger ikke oftere end i galakser uden en aktiv kerne [6] [13] .
Stænger påvirker også stjernernes bevægelse. Gennem stangen omfordeles vinkelmomentet mellem stjerneskiven og den mørke glorie , hvorved stjernerne også koncentreres stærkere mod midten. Derudover, under påvirkning af bjælken, kan stjernernes kredsløb ændre sig og forlade planet af galaksens skive , på grund af hvilken den sfæriske komponent af galaksen øges over tid - især bulen . Tager man hensyn til aktiv stjernedannelse, dannes bulen ganske effektivt - på få milliarder år kan der dannes en bule med en masse på en milliard solmasser . Udbulninger dannet på denne måde bevarer delvist diskens dynamiske egenskaber og kaldes pseudobulger. I det nære univers er sådanne buler i mange galakser, måske endda størstedelen, inklusive Mælkevejen [6] [13] .
Noter
- ↑ 123 søjler . _ _ Astronomi . Swinburne University of Technology . Hentet 15. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 16. marts 2022.
- ↑ 1 2 Zasov, Postnov, 2011 , s. 377.
- ↑ Surdin V. G. Bar of the Galaxy . Astronet . Hentet 19. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 19. oktober 2021.
- ↑ Erwin P. Dobbelt-barrede galakser. I. Et katalog over spærrede galakser med stjernestænger og indre skiver // Astronomi og astrofysik . - Les Ulis: EDP Sciences , 2004. - 1. marts ( vol. 415 ). — S. 941–957 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20034408 .
- ↑ Gadotti DA Sekulær evolution og strukturelle egenskaber af stjernestænger i galakser // Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2011. - 1. august ( vol. 415 ). — S. 3308–3318 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.18945.x . Arkiveret fra originalen den 15. marts 2022.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Gadotti DA Barred Galaxies: an Observer's Perspective // Chaos in Astronomy / redigeret af G. Contopoulos, PA Patsis. - N. Y .: Springer , 2009. - Vol. 8. - S. 159. - 497 s. — (Astrophysics and Space Science Proceedings). — ISBN 3-540-75826-7 . - ISBN 978-3-540-75826-6 . - doi : 10.1007/978-3-540-75826-6_15 . Arkiveret 19. december 2021 på Wayback Machine
- ↑ Hagen-Thorn V.A. Galakser . Stor russisk encyklopædi . Hentet 19. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 29. september 2021.
- ↑ Hodge PW Galaxy . Andre klassifikationsskemaer og galaksetyper . Encyclopedia Britannica . Hentet 19. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 19. oktober 2021.
- ↑ Keel WC -galakser og universet-galakseklassifikation . Astronomi . University of Alabama . Hentet 19. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 23. oktober 2021.
- ↑ 1 2 3 Kim T., Sheth K., Gadotti DA, Lee MG, Zaritsky D. The Mass Profile and Shape of Bars in the Spitzer Survey of Stellar Structure in Galaxies ( S4G): Search for an Age Indicator for Bars // The Astrophysical Journal . - Bristol: IOP Publishing , 2015. - 1. januar ( vol. 799 ). — S. 99 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/799/1/99 .
- ↑ 1 2 Blázquez-Calero G., Florido E., Pérez I., Zurita A., Grand RJJ Strukturelle og fotometriske egenskaber af spærrede galakser fra Auriga kosmologiske simuleringer // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2020. - 1. januar ( vol. 491 ). — S. 1800–1819 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnras/stz3125 . Arkiveret fra originalen den 26. februar 2022.
- ↑ 1 2 3 Zasov, Postnov, 2011 , s. 378-380.
- ↑ 1 2 3 Surdin, 2017 , s. 323-325.
Litteratur
- Surdin V. G. Galakser. — 2., rettet og suppleret. — M .: Fizmatlit , 2017. — 432 s. — ISBN 978-5-9221-1726-5 .
- Zasov A. V., Postnov K. A. Generel astrofysik . - 2. udg. korrekt og yderligere - Fryazino: Vek 2, 2011. - 576 s. — ISBN 978-5-85099-188-3 .
| galakser | |
|---|---|
| Slags |
|
| Struktur | |
| Aktive kerner | |
| Interaktion | |
| Fænomener og processer | |
| Lister | |