Mengapa galaksi memiliki lengan?

10

Beberapa tahun yang lalu saya mulai memainkan permainan yang disebut Kerbal Space Program (KSP) dan pemahaman saya tentang bagaimana sebenarnya orbit bekerja meningkat secara dramatis. Karena KSP saya melihat gambar galaksi dengan lengan spiral dan sesuatu menurut saya sangat aneh. Bintang-bintang yang lebih dekat harus mengorbit pusat galaksi lebih cepat daripada bintang-bintang yang lebih jauh dan yang akan mengaburkan jalur bintang-bintang ini sampai mereka tidak lagi dikenali. Sesuatu yang aneh sedang terjadi di sini!

Jadi mengapa galaksi memiliki lengan? Apa yang menyatukan bintang-bintang ini seperti itu?

Saya perhatikan bahwa pusat galaksi semuanya berlumuran dan bulat seperti yang saya pikir seharusnya sisanya. Jadi bagaimana jika semua massa yang berputar di sekitar pusat bersama adalah ruang melingkar di sekitarnya, seperti air yang mengalir ke wastafel Anda, dan lengkungan ini adalah apa yang menangkap materi / bintang ke jalur.

orbit galaxy Hal Clark
sumber
2
Selamat datang di pertukaran tumpukan astronomi dan pertanyaan pertama yang bagus! Ini sebenarnya masalah yang belum terpecahkan dalam astronomi untuk waktu yang sangat lama, jadi Anda tidak sendirian dalam memikirkan hal ini.
Zephyr
Saya pikir saya ingat pernah membaca sesuatu di suatu tempat dahulu kala bahwa jawabannya terletak pada interaksi dengan materi gelap dan / atau energi gelap. Saya bisa saja salah. Seperti Anda, saya sangat hijau dalam hal astronomi dan astrofisika. Saya hanya orang awam yang santai dengan keingintahuan alami. Saya bahkan belum pernah memainkan KSP (walaupun saya pernah melihat beberapa video KSP di YouTube). Saya yakin seseorang yang jauh lebih pintar daripada saya di sini dapat menjelaskan hal ini atau menolak saya. Mereka bahkan mungkin memasukkan salah satu persamaan keren yang tampak rumit yang Anda atau saya tidak akan tahu artinya.
iMerchant
1
Kemungkinan rangkap dari Mengapa gambar Bimasakti terlihat seperti spiral?
James K
1
@ zephyr, terima kasih atas poinnya. Melakukan beberapa penelitian, bagi saya kelihatannya agar orbit keplerian berfungsi karena saya mengasumsikan semua bintang di galaksi harus berada dalam lingkup pengaruh lubang belakang super masif yang sebenarnya bukan. Jadi ya anggapan ini adalah masalah terbesar. Saya harus melewati garis pemikiran itu.
Hal Clark
2
Pertanyaan serupa dengan jawaban yang bagus di sini: astronomy.stackexchange.com/questions/6232/…
userLTK

Jawaban:

5

Penjelasan biasa tentang lengan spiral melibatkan gelombang kerapatan . Gerakan non-seragam menyebabkan materi bergantian berkumpul (meningkatkan pembentukan bintang) dan menyebar. Seperti mobil di jalan yang padat, bintang bergerak melalui daerah dengan kepadatan lebih besar atau lebih kecil dari waktu ke waktu. Corengan rotasi yang Anda antisipasi dikenal sebagai "masalah belitan." Artikel Scientific American ini menawarkan tiga penjelasan oleh para astronom profesional.

Mike G
sumber
Saya menemukan artikel itu sangat menarik. Terima kasih untuk kirimannya. Saya tidak tahu bahwa saya secara tidak sengaja menemukan salah satu topik paling menarik yang sedang berlangsung di bidang astronomi.
Hal Clark
2
Ini benar-benar hanya gas yang berkumpul di lengan, bukan? Apa yang kita lihat adalah bintang-bintang besar muda yang terbentuk di sana. Sebagian besar dari mereka pergi supernova dan menghilang sebelum mereka meninggalkan daerah kepadatan tinggi di lengan. Bintang-bintang kecil, yang tidak terlihat, terdistribusi secara merata dalam piringan galaksi, tidak terkonsentrasi pada lengan. Baik?
LocalFluff
4
@LocalFluff - Tidak, ada gelombang kepadatan di populasi umum bintang yang lebih tua juga, meskipun mereka tidak sekuat lengan spiral gas.
Peter Erwin