Який механізм викликає коливання орбіти Сонячної системи навколо галактичної площини?

12

У недавньому документі ( випуск новин тут ) Ліза Рендалл та Метью Різ пропонують, щоб диск із темної матерії, що збігався з галактичною площиною разом із коливаннями Сонячної системи через галактичну площину, міг пояснити періодичність 35 мільйонів років у масових вимираннях. Вони пропонують, щоб Сонячна система проходила через цей диск темної матерії в галактичній площині кожні 35 мільйонів років, порушуючи тіла в хмарі Оорта і спричиняючи, що частина з них стикається із Землею. Зображення запропонованих циклів із випуску новин нижче.

Моє запитання: Який механізм відповідає за це коливання 35 мільйонів років навколо галактичної площини? Чи є тіло-супутник до сонця? Ми кружляємо навколо однієї з огірків нашої галактики? Це добре відоме явище чи вони пропонують коливання 35 мільйонів років, а також диск темної матерії?

введіть тут опис зображення

— Кріс Мюллер
джерело

6

Причиною коливань, перпендикулярних до галактичної площини, є сила тяжіння несферичного розподілу маси (необхідна для площини еліпса Кеплера ) у Чумацькому Шляху. Спрощено, є щільна галактична площина. Щільність точно не відома; тому існує певна невизначеність (кілька мільйонів років) щодо точного періоду коливань. Детальніше див. Цю статтю , підрозділ 3.3.

Ідея кореляції масових вимирань з цим коливанням не нова, вона бере свій початок, ймовірно, приблизно до 1970 року чи раніше.

"Зовнішня Сонячна система, ймовірно, не містить великої планети-гіганта газу чи маленької зірки-супутника", дивіться у цьому прес-релізі .

Ми, мабуть, не обходимо навколо спіральної руки.

Диск із темною речовиною - це гіпотеза, ідея дослідити. Зазвичай лише невелика частина подібних гіпотез може бути остаточно підтверджена пізніше, більшість з них можна виключити через деякий час, деякі залишаються невирішеними, деякі можна уточнити, щоб відповідати спостереженням.

— Джеральд
джерело

2

сонце може мати ще "дуже далеку" зайву планету або "дуже дуже далекий" бінарний супутник, але відстані для певного масового об'єкта стають все більшими і більшими, оскільки точність спостереження стає все більшою і більшою. З огляду на , що більшість зірок є бінарними, питання , чим буде «де наш сонцями супутник», який є одним з найбільших прогалин у теорії формування зірок: бінарні системи , і чому деякі системи стають двійковими , а інші ні

— usethedeathstar

@usethedeathstar Сонце, можливо, було викинуте з відкритого зіркового скупчення протягом декількох мільйонів років після утворення. Кінетична енергія, що вивільняється, може мати пов'язані двійкові файли, які зараз є де-небудь ще в Чумацькому Шляху.

— Джеральд

3

Нещодавно я опублікував відповідь на це на Physics SE, але також щойно запитував це питання з іншої відповіді Astronomy SE , тому я додаю це тут для повноти.

$\rho(|z|)$ $|z|$

$z=0$ $\rho$ $z=0$ $g=0$ $z$

г (z) ≃ - 4 π Г \int_{0}^{z} ρ (z) г z

$g(z) \simeq -4\pi G \int_0^{z} \rho(z)\ dz$

Це ефективно розкладає орбіту Сонця на радіальну / тангенціальну орбіту плюс вертикальний рух, який я тут розглядаю.

$\rho(z)$ $z=0$ $\rho_0$

г (z) = - 4 π Г ρ_{0} z .

$g(z) =-4\pi G\rho_0 z.$

\sqrt{4 π G ρ_{0}}

$\sqrt{4\pi G\rho_0}$

За оцінкою щільності диска біля Сонця було 0,076 маси сонячної маси на кубічний парсек ( Creze et al. 1998 ). Використовуючи це значення, ми отримуємо приблизний прогнозований період коливань вгору та вниз через площину диска 95 мільйонів років. Це досить близько до прийнятого значення 70 мільйонів років з огляду на досягнуті наближення.

У контексті питання, яке ви задаєте, я повинен додати, що щільність маси, яку я цитую вище, насправді випливає з положення та руху зірок у сонячному сусідстві. Як говориться в роботі, про яку я посилався, значення, які вони отримують, близькі до значення, отриманого шляхом підрахунку зірок та додавання внеску газу та пилу. Справді мало свідчень про темну речовину на диску з цих вимірювань.

Цей результат цілком відповідає ідеї розподілу темної речовини, яка є 10-кратною видимою масою, але приблизно сферично симетричною, і яка пояснює криву обертання Чумацького Шляху. Не багато цієї темної речовини знаходиться на диску.

Нарешті, картина не зовсім правильна. Сонце виконує лише близько 3 вертикальних коливань для кожної орбіти навколо центру Галактики.

— Роб Джеффріс
джерело

1

Гравітація. Зокрема, сила тяжіння маси зірок у диску.

Коли ми рухаємося вище диска, ми сповільнюємось. Амплітуда вертикального переміщення становить приблизно 70Pc, або приблизно 110LY вгору, 110LY вниз і назад протягом приблизно 66 мільйонів років.

Крім того, ми переходимо від перигалактичного (8,130PC, 26,100LY) до апогалактичного (близько 9,040Pc 29,500LY) і назад протягом періоду приблизно 170 мільйонів років.

Це відбувається через мінливу кількість маси, що міститься в межах орбітального радіусу. Поточне вертикальне положення знаходиться на 17 літ над середньою площиною і останній перетинає близько 3 мільйонів років тому.

Ми знаходимося близько 26 540 літ від центру і досягнемо перигалактичного приблизно за 15 мільйонів років.

Швидкість струму для Соля становить 255,2 ± 5,1 км / с. Щодо місцевого стандарту відпочинку (середня швидкість зірок в околицях), наша швидкість має 3 вектори. Внутрішнє 7,01 ± 0,20 км / с, вгору 4,95 ± 0,09 км / с, і обертання (за годинниковою стрілкою навколо центру) 10,13 ± 0,12 км / с.

Примітка: мої дані надходять з різних джерел і можуть бути не зовсім точними.

Крім того, загальний напрямок швидкості Соля - не до Веги. Враховуючи положення Sgr A * RA Правий підйом 17h 45m 40.0409s та відхилення −29 ° 0 ′ 28.118 ″, рух становить 90 ° навколо диска або 6hrs за місцем розташування Sgr A *, приблизно в 23h 45m RA, в площині Галактики, близько 55 ° Схилення. Приблизно в 25 м РА на схід від та 4 ° на південь від Кафа (β Касіопея).

— Тоні Фредерікс
джерело

0

Це коливання дуже незначне. Амплітуда коливань на галактичному місці становить 105 світлових років при Макс. Тоді як сонце здійснює майже 3 таких коливань в одному галактичному обертанні за період 240 мільйонів LY. Це означає, що під час подорожі 40 мільйонів мільйонів на галактичній площині сонце досягає амплітуди макс. Отже, якщо обчислити кут, який робить синусоїдальний шлях з галактичною площиною, то він доходить до обертання Тана (105LY / 40MLY) = 0,016 градусів. Це нічого !!

— Арвінд
джерело

Ваші міркування щодо кута є абсолютно неправильними. Окружність орбіти Сонця навколо Галактики становить близько 50 000 світлових років.

— Роб Джеффріс

-5

Гаразд, має багато сенсу, що сила тяжіння диска Чумацького Шляху тягне зірки вгору-вниз, коли вони проходять навколо своєї навкологалактичної орбіти. Але це не пояснює, чому останні тривимірні спостереження за найближчими зірками за допомогою спектрографа FLAMES-GIRAFFE на дуже великому телескопі ESO та спектрограмі IMACS в обсерваторії Лас Кампанас показали певну хвильову структуру в рухах зірок, що обертаються навколо Галактичної площині. Іншими словами, більшість зірок на диску дивляться одна за одною ланцюгом або поїздом, ніби вони бовтаються вгору і вниз по СУЧАСНО. Що означає, що вони, безумовно, коливаються на струмі. І це було передбачено в 1978 році!

Наше Сонце виробляє магнітне поле, що розтягується вздовж екваторіальної площини в геліосфері. Це поле розтягується по всій Сонячній системі, де його називають "Міжпланетним магнітним полем". У 1965 р. Джон М., Вілкокс та Норман Ф. Несс опублікували свої висновки "Геліосферного струмового листа", який показав, що обертове магнітне поле Сонця постійно виробляє хвилі в плазмі міжпланетного середовища.

Ці хвилі утворюють спіраль Паркера і описуються електромагнітним струмом, але вони також є механічними хвилями, які змушують коливатися планети вгору та вниз, коли вони обходять Сонце. У 1978 році Ганнес Альфвен та Пер Карлквіст припустили, що існує аналогічний «Галактичний лист струму», що здійснює електричний струм від 10 до 17 до 10 ^ 19 ампер через площину симетрії Галактики.

Добре? Це в значній мірі розгадує таємницю коливань зірок Чумацького Шляху. Але проблема тут полягає в тому, що (гм, кашель від кашлю) НАША СОЛАРНА СИСТЕМА НЕ ЧАСТИНА МЛЯЧОГО ШЛЯХУ. У 1994 році було виявлено, що ми насправді є частиною еліптичної галактики Стрільця - карлика Стрільця, або коротко - Sag-DEG, що знаходиться в 500-мільйонному ПОЛЯРНОМУ ОРБІТі навколо Чумацького Шляху.

Ви ніколи не замислювалися, чому вони кажуть, що наш Сонячний вершина знаходиться поблизу Веги, але сама Вега рухається до нас майже вдвічі швидше, ніж ми рухаємось до неї ??? Що ж, наприкінці 80-х років було виявлено, що майже всі зірки, що обертаються навколо Чумацького Шляху, здаються "дощиками" на наше положення. Що може означати лише те, що наша Сонячна система рухається вгору, з Чумацького Шляху. Вибачте, що повідомляю, хлопці, але, хоча зірки Чумацького Шляху коливаються вгору і вниз протягом своєї 250-мільйонної орбіти, ми не є частиною цього танцю. Наш власний шлях підніме нас високо над Галактикою, із захоплюючим видом на апогалактичний, а потім знову вниз.

— Марк Джонс
джерело

1

Привіт! Спасибі за вашу відповідь. Ми прагнемо заохочувати використання посилань. Було б чудово, якби ви могли включити їх у свою відповідь. Ви можете набрати посилання, використовуючи розмітку, як-от [посилання] (example.com). Ми сподіваємось, що Ви знайдете цей сайт таким же дивовижним, як і ми!

— harogaston

2

Надайте посилання.

— Роб Джефріс

2

-1 для лайна, що міститься в цьому документі, наприклад, твердження, що ми є частиною еліптичної галактики Карлика Стрільця. Вікіпедія чітко стверджує, що "Sgr dSph має діаметр приблизно 10 000 світлових років, і в даний час знаходиться приблизно на 70 000 світлових років від Землі", і "головний материнський скупчення знаходиться на протилежній стороні галактичного ядра від Землі". З вашої відповіді: "Ну, наприкінці 80-х років було виявлено, що майже всі зірки, що обходять навколо Чумацького Шляху, здаються," дощують "на наше положення". також явно невірно.

— HDE 226868