Галактический прилив
Галактический прилив — это приливная сила, испытываемая объектами, находящимися в гравитационном поле такой галактики, как Млечный Путь . Особые области интереса, касающиеся галактических приливов, включают галактические столкновения , разрушение карликовых или галактик галактик-спутников , а также приливное воздействие Млечного Пути на облако Оорта Солнечной системы .
Влияние на внешние галактики
[ редактировать ]Столкновения галактик
[ редактировать ]
Приливные силы зависят от градиента гравитационного поля, а не от его силы, поэтому приливные эффекты обычно ограничиваются непосредственным окружением галактики. Две большие галактики, столкнувшиеся или проходящие рядом друг с другом, будут подвергаться очень сильным приливным силам, что часто приводит к наиболее наглядной демонстрации галактических приливов в действии.
Две взаимодействующие галактики редко (если вообще когда-либо) сталкиваются лоб в лоб, и приливные силы искажают каждую галактику вдоль оси, направленной примерно в сторону и от ее возмутителя. Когда две галактики на короткое время вращаются вокруг друг друга, эти искаженные области, которые отделяются от основного тела каждой галактики, будут срезаны дифференциальным вращением галактики и выброшены в межгалактическое пространство , образуя приливные хвосты . Такие хвосты обычно сильно изогнуты. Если хвост кажется прямым, вероятно, его рассматривают с ребра. Звезды и газ, составляющие хвосты, будут вытянуты из легко искажаемых галактических дисков (или других концов) одного или обоих тел, а не из гравитационно связанных галактических центров. [1] Двумя очень яркими примерами столкновений, вызывающих приливные хвосты, являются галактики Мыши и галактики-антенны .
Подобно тому, как Луна поднимает два водных прилива на противоположных сторонах Земли, так и галактический прилив порождает два рукава у своего галактического компаньона. В то время как большой хвост образуется, если возмущенная галактика равна или менее массивна, чем ее партнер, а если она значительно массивнее возмущающей галактики, то ведомый рукав будет относительно небольшим, а ведущий рукав, иногда называемый мостом , будет более заметным. [1] Приливные мосты обычно труднее различить, чем приливные хвосты: во-первых, мост может быть поглощен проходящей галактикой или образующейся слившейся галактикой, что делает его видимым на более короткий срок, 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. В совокупности эти эффекты могут затруднить понимание того, где заканчивается одна галактика и начинается следующая. Приливные петли , в которых хвост соединяется с родительской галактикой на обоих концах, встречаются еще реже. [2]
Спутниковое взаимодействие
[ редактировать ]
Поскольку приливные эффекты наиболее сильны в непосредственной близости от галактики, особенно вероятно, что они пострадают от галактик-спутников. Такая внешняя сила, действующая на спутник, может вызвать внутри него упорядоченные движения, приводящие к крупномасштабным наблюдаемым эффектам: на внутреннюю структуру и движение карликовой галактики-спутника может серьезно повлиять галактический прилив, вызывающий вращение (как в случае с приливами земные океаны) или аномальное соотношение массы к светимости . [3] Галактики-спутники также могут подвергаться тому же приливному разрушению , которое происходит при галактических столкновениях, когда звезды и газ отрываются от концов галактики, возможно, для поглощения ее спутником. Карликовая галактика M32 , галактика-спутник Андромеды , возможно, потеряла свои спиральные рукава в результате приливного разрушения, а высокая скорость звездообразования в оставшемся ядре может быть результатом приливно-индуцированных движений оставшихся молекулярных облаков. [4] (Поскольку приливные силы могут перемешивать и сжимать облака межзвездного газа внутри галактик, они вызывают большое количество звездообразования на небольших спутниках.)
Механизм зачистки такой же, как и между двумя сопоставимыми галактиками, хотя сравнительно слабое гравитационное поле гарантирует, что затрагивается только спутник, а не родительская галактика. Если спутник очень мал по сравнению с хозяином, образовавшиеся приливные хвосты мусора, вероятно, будут симметричными и будут следовать по очень похожей орбите, эффективно отслеживая траекторию спутника. [5] Однако, если спутник достаточно велик - обычно более одной десятитысячной массы его 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 галактического гало вокруг хозяина и может обеспечить средство исследования темной материи потенциала такой галактики, 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, образовав приливный поток звезд и газа, обертывающийся вокруг большего тела. Было высказано предположение, что расширенные диски 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 внутри галактики
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Апрель 2015 г. ) |
Приливные эффекты также присутствуют внутри галактики, где их градиенты, вероятно, будут самыми крутыми. Это может иметь последствия для формирования звезд и планетных систем . Обычно гравитация звезды доминирует внутри ее собственной системы, и только прохождение других звезд существенно влияет на динамику. Однако на внешних границах системы гравитация звезды слаба и галактические приливы могут быть значительными. В Солнечной системе теоретическое облако Оорта , источник большинства долгопериодических комет , находится в этой переходной области.
Облако Оорта представляет собой огромную оболочку, окружающую Солнечную систему, , возможно, более светового года радиусом . 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 вдоль двух других осей, точно так же, как Земля расширяется в ответ на гравитацию Луны.
Гравитация Солнца достаточно слаба на таком расстоянии, что этих небольших галактических возмущений достаточно, чтобы сместить некоторые планетезимали с таких далеких орбит, отправив их к Солнцу и планетам, значительно уменьшив их перигелии . [8] Такое тело, состоящее из смеси камня и льда, превратилось бы в комету, если бы подверглось повышенному солнечному излучению, присутствующему во внутренней части Солнечной системы.
Было высказано предположение, что галактический прилив также может способствовать образованию облака Оорта за счет увеличения перигелия планетезималей с большими афелиями . [9] Это показывает, что эффекты галактического прилива довольно сложны и сильно зависят от поведения отдельных объектов внутри планетной системы. Однако в совокупности эффект может быть весьма значительным; до 90% всех комет, происходящих из облака Оорта, могут быть результатом галактического прилива. [10]
См. также
[ редактировать ]- Облако Оорта
- Предел Роша
- Спутниковая галактика
- Карликовая галактика
- Взаимодействующая галактика
- Приливная сила
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Тоомре А.; Тоомре Дж. (1972). «Галактические мосты и хвосты». Астрофизический журнал . 178 : 623–666. Бибкод : 1972ApJ...178..623T . дои : 10.1086/151823 .
- ^ Венер Э.Х.; и др. (2006). «NGC 3310 и ее приливные обломки: остатки эволюции галактики» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 371 (3): 1047–1056. arXiv : astro-ph/0607088 . Бибкод : 2006MNRAS.371.1047W . дои : 10.1111/j.1365-2966.2006.10757.x . S2CID 14563215 .
- ^ Пятек С.; Прайор К. (1993). «Могут ли галактические приливы увеличить видимые M/L карликовых галактик?». Бюллетень Американского астрономического общества . 25 : 1383. Бибкод : 1993AAS...183.5701P .
- ^ Бекки, Кенджи; Коуч, Уоррик Дж .; Дринкуотер, Майкл Дж.; Грегг, Майкл Д. (2001). «Новая модель формирования M32: обмолоченная спиральная галактика раннего типа?» (PDF) . Астрофизический журнал . 557 (1): Выпуск 1, стр. L39–L42. arXiv : astro-ph/0107117 . Бибкод : 2001ApJ...557L..39B . дои : 10.1086/323075 . S2CID 18707442 .
- ^ Джонстон, К.В.; Эрнквист, Л.; Болте, М. (1996). «Ископаемые следы древних событий аккреции в ореоле». Астрофизический журнал . 465 : 278. arXiv : astro-ph/9602060 . Бибкод : 1996ApJ...465..278J . дои : 10.1086/177418 . S2CID 16091481 .
- ^ Чой, Ж.-Х.; Вайнберг, доктор медицины; Кац, Н. (2007). «Динамика приливных хвостов массивных спутников» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 381 (3): 987–1000. arXiv : astro-ph/0702353 . Бибкод : 2007MNRAS.381..987C . дои : 10.1111/j.1365-2966.2007.12313.x . S2CID 6261478 .
- ^ Пеньярубиа Х.; МакКонначи А.; Бабуль А. (2006). «О формировании расширенных галактических дисков приливно-разрушенными карликовыми галактиками». Астрофизический журнал . 650 (1): L33–L36. arXiv : astro-ph/0606101 . Бибкод : 2006ApJ...650L..33P . дои : 10.1086/508656 . S2CID 17292044 .
- ^ Фушар М.; и др. (2006). «Долгосрочное влияние галактического прилива на динамику комет». Небесная механика и динамическая астрономия . 95 (1–4): 299–326. Бибкод : 2006CeMDA..95..299F . дои : 10.1007/s10569-006-9027-8 . S2CID 123126965 .
- ^ Хигучи А., Кокубо Э.; Мукаи, Т. (2005). «Орбитальная эволюция планетезималей под действием галактического прилива». Бюллетень Американского астрономического общества . 37 : 521. Бибкод : 2005DDA....36.0205H .
- ^ Нурми П.; Валтонен М.Ю.; Чжэн JQ (2001). «Периодические изменения потока Облака Оорта и воздействия комет на Землю и Юпитер» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 327 (4): 1367–1376. Бибкод : 2001MNRAS.327.1367N . дои : 10.1046/j.1365-8711.2001.04854.x .
