Галактический прилив - Galactic tide

В Мыши Галактики NGC 4676

А галактический прилив это приливная сила испытываемые объектами, подверженными гравитационное поле из галактика такой как Млечный Путь. Особые области, представляющие интерес, касающиеся галактических приливов, включают: галактические столкновения, нарушение карлик или же спутниковые галактики, и приливное воздействие Млечного Пути на Облако Оорта из Солнечная система.

Воздействие на внешние галактики

Основная статья: Взаимодействующая галактика

Столкновения галактик

Длинные приливные хвосты столкновения антенны галактик

Приливные силы зависят от градиента гравитационного поля, а не его силы, поэтому приливные эффекты обычно ограничиваются непосредственным окружением галактики. Две большие галактики, сталкивающиеся друг с другом или проходящие рядом друг с другом, будут подвергаться воздействию очень больших приливных сил, часто приводящих к наиболее ярким визуальным демонстрациям галактических приливов в действии.

Две взаимодействующие галактики будут редко (если вообще когда-либо) сталкиваться лицом к лицу, и приливные силы будут искажать каждую галактику вдоль оси, ориентированной примерно в сторону и от своего возмущающего. Когда две галактики ненадолго вращаются по орбите друг друга, эти искаженные области, которые отодвинуты от основной части каждой галактики, будут рассечены галактикой. дифференциальное вращение и бросился в межгалактическое пространство, формируя приливные хвосты. Такие хвосты обычно сильно изогнуты. Если хвост кажется прямым, вероятно, его рассматривают с ребра. Звезды и газ, составляющие хвосты, будут вытягиваться из легко деформируемых галактических дисков (или других конечностей) одного или обоих тел, а не из гравитационно связанных галактических центров.[1] Двумя очень яркими примерами столкновений с образованием приливных хвостов являются: Мыши Галактики и Антенны Галактики.

Подобно тому, как Луна вызывает два водных прилива на противоположных сторонах Земли, галактический прилив создает два рукава в своем галактическом компаньоне. В то время как большой хвост образуется, если возмущенная галактика равна или менее массивна, чем ее партнер, если она значительно массивнее, чем возмущающая галактика, тогда задний рукав будет относительно небольшим, а ведущее плечо, которое иногда называют мост, будет более заметным.[1] Приливные мосты обычно труднее различить, чем приливные хвосты: в первом случае мост может быть поглощен проходящей галактикой или образовавшейся объединенной галактикой, что делает его видимым на более короткое время, чем типичный большой хвост. Во-вторых, если одна из двух галактик находится на переднем плане, то вторая галактика и мост между ними могут быть частично скрыты. Вместе эти эффекты могут затруднить понимание того, где заканчивается одна галактика и начинается следующая. Приливные петли, где хвост соединяется с родительской галактикой на обоих концах, еще реже.[2]

Спутниковые взаимодействия

В Галактика Андромеды. Обратите внимание на его спутниковую галактику M32 в верхнем левом углу, чуть выше края диска Андромеды, внешние рукава которого были сорваны приливными силами Андромеды.

Поскольку приливные эффекты наиболее сильны в непосредственной близости от галактики, особенно вероятно, что они будут затронуты галактиками-спутниками. Такая внешняя сила, воздействующая на спутник, может вызывать в нем упорядоченные движения, приводящие к крупномасштабным наблюдаемым эффектам: внутренняя структура и движения карликовой галактики-спутника могут быть серьезно затронуты галактическим приливом, вызывающим вращение (как и приливы Океанов Земли) или аномальной массойяркость соотношение.[3] Галактики-спутники также могут подвергаться тому же приливному раздиранию, которое происходит при столкновениях галактик, когда звезды и газ вырываются из краев галактики, возможно, для поглощения их спутником. Карликовая галактика M32, спутниковая галактика Андромеда, возможно, потерял спиральные рукава к приливному срыву, в то время как высокая скорость звездообразования в оставшемся ядре может быть результатом вызванных приливом движений оставшихся молекулярные облака[4] (Поскольку приливные силы могут перемешивать и сжимать облака межзвездного газа внутри галактик, они вызывают большое количество звездообразование в малых спутниках.)

Механизм разрыва такой же, как и у двух сопоставимых галактик, хотя его сравнительно слабое гравитационное поле гарантирует, что затронут только спутник, а не родительская галактика. Если спутник очень мал по сравнению с хостом, образующиеся хвосты приливных обломков, вероятно, будут симметричными и будут двигаться по очень похожей орбите, эффективно отслеживая путь спутника.[5] Однако, если спутник достаточно большой - обычно более одной десятитысячной массы своего хозяина - тогда собственная гравитация спутника может влиять на хвосты, нарушая симметрию и ускоряя хвосты в разных направлениях. Полученная структура зависит как от массы и орбиты спутника, так и от массы и структуры предполагаемого галактическое гало вокруг хоста, и может предоставить средства исследования темная материя потенциал галактики, такой как Млечный Путь.[6]

На многих орбитах своей родительской галактики или если орбита проходит слишком близко к ней, карликовый спутник может в конечном итоге полностью разрушиться, образуя приливный поток звезд и газа, обволакивающий более крупное тело. Было высказано предположение, что протяженные диски из газа и звезд вокруг некоторых галактик, таких как Андромеда, могут быть результатом полного приливного разрушения (и последующего слияния с родительской галактикой) карликовой галактики-спутника.[7]

Воздействие на тела в галактике

Смотрите также: Облако Оорта § Приливные эффекты

Приливные эффекты также присутствуют в галактике, где их градиенты, вероятно, будут самыми крутыми. Это может иметь последствия для образования звезды и планетные системы. Обычно сила тяжести звезды будет преобладать в ее собственной системе, и только прохождение других звезд существенно влияет на динамику. Однако на внешних границах системы сила тяжести звезды мала, и галактические приливы могут быть значительными. В Солнечной системе гипотетический Облако Оорта, считается источником длительного кометы, лежит в этой переходной области.

Схема Облако Оорта.

Считается, что облако Оорта представляет собой обширную оболочку, окружающую Солнечную систему, возможно, более световой год в радиусе. На таком огромном расстоянии градиент гравитационного поля Млечного Пути играет гораздо более заметную роль. Из-за этого градиента галактические приливы могут затем деформировать сферическое облако Оорта, растягивая облако в направлении галактического центра и сжимая его по двум другим осям, точно так же, как Земля расширяется в ответ на гравитацию Луны.

Гравитация Солнца на таком расстоянии достаточно слаба, поэтому этих небольших галактических возмущений может быть достаточно, чтобы сместить некоторые планетезимали с таких далеких орбит, отправляя их к Солнцу и планетам, значительно уменьшая их перигелия.[8] Такое тело, состоящее из смеси горных пород и льда, стало бы кометой, когда подверглось бы повышенной солнечной радиации, присутствующей во внутренней части Солнечной системы.

Было высказано предположение, что галактический прилив также может способствовать образованию облака Оорта, увеличивая перигелий планетезималей с большими афелия.[9] Это показывает, что эффекты галактического прилива довольно сложны и сильно зависят от поведения отдельных объектов в планетной системе. Однако в совокупности эффект может быть весьма значительным; до 90% всех комет, исходящих из облака Оорта, могут быть результатом галактического прилива.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Тоомре А .; Тоомре Дж. (1972). «Галактические мосты и хвосты». Астрофизический журнал. 178: 623–666. Bibcode:1972ApJ ... 178..623T. Дои:10.1086/151823.
  2. ^ Wehner E.H .; и другие. (2006). «NGC 3310 и ее приливные обломки: остатки эволюции галактик». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 371 (3): 1047–1056. arXiv:Astro-ph / 0607088. Bibcode:2006МНРАС.371.1047W. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2006.10757.x.
  3. ^ Пятек С .; Прайор К. (1993). «Могут ли галактические приливы раздувать видимые M / L карликовых галактик?». Бюллетень Американского астрономического общества. 25: 1383. Bibcode:1993AAS ... 183.5701P.
  4. ^ Бекки, Кенджи; Диван, Уоррик Дж.; Дринкуотер, Майкл Дж .; Грегг, Майкл Д. (2001). "Новая модель образования M32: обмолоченная спиральная галактика раннего типа?" (PDF). Астрофизический журнал. 557 (1): Выпуск 1, стр. L39 – L42. arXiv:astro-ph / 0107117. Bibcode:2001ApJ ... 557L..39B. Дои:10.1086/323075.
  5. ^ Johnston, K.V .; Hernquist, L .; Болте, М. (1996). «Ископаемые сигнатуры древних событий аккреции в гало». Астрофизический журнал. 465: 278. arXiv:Astro-ph / 9602060. Bibcode:1996ApJ ... 465..278J. Дои:10.1086/177418.
  6. ^ Choi, J.-H .; Weinberg, MD; Кац, Н. (2007). «Динамика приливных хвостов от массивных спутников». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 381 (3): 987–1000. arXiv:astro-ph / 0702353. Bibcode:2007МНРАС.381..987С. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2007.12313.x.
  7. ^ Peñarrubia J .; McConnachie A .; Бабул А. (2006). "Об образовании протяженных дисков галактик разрушенными приливом карликовыми галактиками". Астрофизический журнал. 650 (1): L33 – L36. arXiv:Astro-ph / 0606101. Bibcode:2006ApJ ... 650L..33P. Дои:10.1086/508656.
  8. ^ Fouchard M .; и другие. (2006). «Долгосрочные эффекты Галактического прилива на динамику комет». Небесная механика и динамическая астрономия. 95 (1–4): 299–326. Bibcode:2006CeMDA..95..299F. Дои:10.1007 / s10569-006-9027-8.
  9. ^ Хигучи А., Кокубо Э .; Мукаи, Т. (2005). "Орбитальная эволюция планетезималей галактическим приливом". Бюллетень Американского астрономического общества. 37: 521. Bibcode:2005DDA .... 36.0205H.
  10. ^ Нурми П .; Валтонен М.Дж .; Чжэн J.Q. (2001). «Периодические изменения потока Облака Оорта и кометные столкновения с Землей и Юпитером». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 327 (4): 1367–1376. Bibcode:2001МНРАС.327.1367Н. Дои:10.1046 / j.1365-8711.2001.04854.x.