Apakah rotasi galaksi mendahului?

12

Apakah poros galaksi secara keseluruhan "goyah" dengan cara yang sama seperti yang dilakukan Bumi? Jika demikian, apakah kita punya ide seberapa banyak atau seberapa cepat Bimasakti melakukannya?

galaxy rotation precession smithkm
sumber
Pertanyaan ini sepertinya sudah diselidiki sebelumnya. Adakah yang punya kertas / literatur yang relevan?
Setiap Hari Astronot

Jawaban:

3

Untuk sedikit memperluas jawaban FJC: cakram galaksi bukanlah benda yang kaku, dan karenanya kita seharusnya tidak mengharapkan mereka melakukan presesi yang kaku.

Kebanyakan galaksi disk yang melakukan acara warps di jari-jari besar (termasuk kita sendiri), baik di gas antarbintang dan bintang-bintang. Dari pengamatan lekukan dalam cakram gas, kita tahu bahwa sudut azimut dari lungsin sering berubah dengan jari-jari: yaitu, kemiringan cakram berubah sebagai fungsi jari-jari. [*] Karena kecepatan rotasi sudut berubah sebagai fungsi jari-jari , [**] ini menunjukkan kemiringan dapat muncul pada tingkat yang berbeda untuk jari-jari yang berbeda.

Sayangnya, karena tidak ada konsensus tentang apa yang menyebabkan atau mempertahankan lungsin, sangat sulit untuk beralih dari mengamati lungsin ke memprediksi berapa tingkat presesi yang mendasari mungkin atau mungkin tidak. (Meskipun orang dapat berargumen bahwa laju presesi tidak dapat bervariasi terlalu banyak dengan jari-jari, jika tidak, lungsin akan dengan cepat "berakhir" dan kehilangan bentuk melengkung yang koheren, dan kita tidak akan melihat bengkok sesering yang kita lakukan.)

Lihat di sini untuk beberapa diskusi tentang masalah teoretis.

[*] Ini adalah semacam presesi, meskipun ini merupakan perubahan orientasi sumbu rotasi dengan jari-jari alih-alih perubahan seiring waktu (seperti pada presesi Bumi).

[**] Bahkan jika kecepatan melingkar kira-kira konstan, seperti yang sering terjadi di daerah luar galaksi, peningkatan keliling sebagai fungsi dari peningkatan jari-jari berarti kecepatan sudut turun.

Peter Erwin
sumber
2

Seluruh cakram galaksi terdiri dari banyak bintang individual dan gas antarbintang di antara mereka. Semuanya tidak miring atau goyah seperti benda padat.

Bagian lain dari Galaxy melakukan presesi. Lubang hitam supermasif pusat mungkin dan karenanya lelucon yang keluar darinya mungkin bergerak seperti poros rotasi bumi.

Juga, cakram galaksi memang goyah tetapi tidak seperti cakram padat, lebih seperti serangkaian cincin - orbitnya berbeda pada jarak yang berbeda dari pusat. Ini dapat berubah sangat lambat dan bagian-bagian disk dapat memiliki sudut yang berbeda dari bagian lain.

Ini umumnya tidak dipahami dengan baik karena kita tidak dapat melihat disk dengan sangat baik, berada sangat jauh, dan mereka akan berubah sangat lambat.

FJC
sumber
2
Memang benar bahwa kita biasanya mulai dengan tubuh yang kaku ketika kita belajar tentang presesi, tetapi itu tidak secara apriori berarti bahwa segala sesuatu yang tidak sempurna kaku tidak dapat melakukan presesi. Galaksi adalah sistem yang terikat secara gravitasi dan ada gerakan kolektif karena penggabungan gravitasi di antara bit-bitnya. Saya pikir sistem dinamik memang dapat melakukan presesi di bawah pengaruh torsi eksternal, bahkan jika tidak persis sama dengan bagaimana top spinning akan berperilaku. Saya tidak dapat membuktikannya, tetapi saya tidak berpikir bahwa mengatakan "banyak bintang individual dan gas antarbintang" sudah cukup untuk mengesampingkannya.
uhoh
1
Ya, saya tidak mencoba untuk mengatakan bahwa sebuah galaksi tidak dapat melakukan presesi, hanya saja itu lebih rumit karena itu bukan objek tunggal, jadi ia tidak akan melakukan presesi dengan cara yang sama seperti disk padat.
FJC
Jika saya mengerti "cakram galaksi benar-benar bergetar tetapi tidak seperti cakram padat, lebih seperti serangkaian cincin" dengan benar, maka itu berarti bahwa misalnya orbit setiap bintang di dalam galaksi itu membentuk satu cincin seperti itu? Maka itu akan menjadi gerakan yang sangat kompleks karena gerakan cincin saling mempengaruhi.
Setiap Hari Astronot
Ya itu adalah masalah yang sangat kompleks, dan bahkan memikirkan orbit setiap bintang sebagai cincin tunggal adalah penyederhanaan. Jawaban lengkapnya adalah kita tidak benar-benar tahu karena untuk memahaminya kita perlu melakukan simulasi komputer seluruh galaksi dengan setiap bintang dan molekul gas terwakili dengan sempurna, dan semua interaksi gravitasi, kimia, mangnetik, dll. juga terwakili dengan sempurna, dan kemudian melakukan banyak hal untuk melihat bagaimana ukuran atau bentuk atau lingkungan galaksi atau bintang atau gas antarbintang mempengaruhi itu. Yang jauh melampaui batas komputasi kami saat ini.
FJC
1

Presesi adalah properti umum dari sistem rotasi di bawah kekuatan dari sumber eksternal. Sebagai contoh, presesi bumi disebabkan oleh gaya gravitasi dari Matahari dan Bulan. Karena galaksi sangat jauh dari sumber gravitasi lain, saya tidak melihat alasan presesi.

Sunting: seperti yang ditunjukkan dalam komentar di bawah (@RobJeffries), jika tidak cukup jauh dari sistem masif, daripada mungkin akan ...

Brasil
sumber
3
Tetapi ini tidak benar. Galaksi kita hanya berjarak cm dari tetangganya yang terdekat. ∼20
Rob Jeffries
1
Dalam hal ini, @RobJeffries, mungkin ada presesi ... :)
Brasil