Tömeges szegregáció (csillagászat)

A dinamikus tömegszegregáció az a folyamat, amelynek során egy gravitációsan kötött rendszer, például csillaghalmaz vagy galaxishalmaz nehezebb komponensei a rendszer központi régiójában halmozódnak fel, míg a könnyebbek a középponttól távolodnak.

A mozgási energia kiegyenlítése

A klaszter két tagjának szoros közeledése során az energia és a lendület újra eloszlik. Általában egy ilyen megközelítés során mindkét komponens kinetikus energiája egyenlő értékeket vesz fel - energiaegyenlőség történik, hasonló ahhoz, amely a molekulák kinetikus energiájának azonos várható értékéhez vezet egy adott hőmérsékleten.

Mivel a kinetikus energia arányos a tömeg és a sebesség négyzetének szorzatával, az egyenlítés azt jelenti, hogy a halmaz kisebb tömegű objektumai gyorsabban mozognak. A masszívabb objektumok fokozatosan alacsonyabb pályára (a halmaz közepéhez közeli pályára), a könnyű tárgyak pedig magas pályára mozognak.

Azt az időt, amely alatt a klasztertagok kinetikus energiái megközelítőleg egyenlővé válnak, klaszterrelaxációs időnek nevezzük . A rendszer relaxációjának időskálája a páronkénti találkozások során zajló energiacsere feltételezése mellett megközelítőleg így fejezhető ki

t_{\mathrm {relax} }={\frac {N}{8\ln N}}\times t_{\mathrm {cross} }\ ,

ahol az objektumok száma a fürtben, ez az átlagos idő, ameddig egy objektum áthalad a klaszteren. Egy 10 pc sugarú gömbhalmaz esetében , amely 100 ezer csillagból áll, a relaxációs idő körülbelül 100 millió év. A nagyobb tömegű csillagok gyorsabban fejezik be a szegregációs szakaszt (a központi régióba költöznek), mint a fénycsillagok újraeloszlása. A különböző tömegű csillagok időskáláinak arányát egy L. Spitzer által kidolgozott egyszerűsített klasztermodell példájával szemléltethetjük , amely csak kétféle tömegű ( és ) csillagot tartalmaz. A nagyobb tömegű (tömegű ) csillagok időben befejezik a szegregációt $N$ $t_{\mathrm {cross} }$ $m_1$ $m_2$ $m_1$

t_{\mathrm {m_{1}} }={\frac {m_{2}}{m_{1}}}\times t_{\mathrm {relax} }\ .

A 47 Tucanae gömbhalmaz Hubble távcsővel való tanulmányozása során fehér törpék szegregációját fedezték fel . [egy]

Kezdeti tömeges szegregáció

A kezdeti tömegszegregáció a tömeg inhomogén eloszlását jelenti a klaszterképződés szakaszában. A tömegek kezdeti szegregációjának jelenlétére vonatkozó következtetések a virializációs idő és a klaszter életkorának összehasonlításán alapulnak. Számos olyan dinamikus mechanizmust is tanulmányoznak, amelyek felgyorsítják a virializációt az objektumok páros kölcsönhatásaihoz képest [3] .A csillagképző régiókban az O spektrális típusú csillagok gyakran egy fiatal halmaz központi régiójában helyezkednek el.

Párolgás

A relaxáció után egyes fénytárgyak sebessége meghaladhatja az adott klaszter szökési sebességét , aminek következtében az ilyen objektumok legyőzik a klaszter vonzerejét és eltávolodnak tőle. Ezt a jelenséget párolgásnak nevezik. Hasonló jelenség magyarázza a könnyű gáz elvesztését a bolygók atmoszférájával: az energiakiegyenlítés után a legkönnyebb gáz molekulái, amelyek a légkör felső rétegeiben helyezkednek el, olyan sebességet tudnak felvenni, amely elegendő ahhoz, hogy legyőzze a bolygó vonzerejét.

A párolgás során sok nyitott klaszter fokozatosan eloszlik. A gömbhalmazok, mivel gravitációsan szorosabban kötődnek, kevésbé hajlamosak az ilyen szétszóródásra.

Lásd még

Jegyzetek

↑ A Hubble akció közben elkapja a csillagok kivonulását , Space Daily (2015. május 18.). Archiválva az eredetiből 2016. augusztus 18-án. Letöltve: 2016. október 23.
↑ Kuhn, M. A. et al. A Chandra megfigyelése a homályos csillagképző komplexumról W40 // The Astrophysical Journal : Journal. - IOP Publishing , 2010. - Vol. 725 , sz. 2 . - P. 2485-2506 . - doi : 10.1088/0004-637X/725/2/2485 . - . - arXiv : 1010.5434 .
↑ McMillan, S. L. et al. A fiatal csillaghalmazok korai tömeges szegregációjának dinamikus eredete (angolul) // The Astrophysical Journal : Journal. - IOP Publishing , 2007. - Vol. 655 , sz. 1 . -P.L45 - L49 . - doi : 10.1086/511763 . - Iránykód . - arXiv : astro-ph/0609515 .

Források

Ian A. Bonnell, Melvyn B. Davies. Tömeges szegregáció fiatal csillaghalmazokban (angol) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . - Oxford University Press , 1998. - Vol. 295 , sz. 3 . - 691-698 . o . - doi : 10.1046/j.1365-8711.1998.01372.x . - .

Merritt, David Galaktikus atommagok dinamikája és evolúciója (angol) . — Princeton University Press , 2013. — ISBN 978-0-691-12101-7 .

Spitzer, Lyman S. (Jr.). A gömbhalmazok dinamikus evolúciója . - Princeton University Press , 1987. - ISBN 0-691-08309-6 .

Fehér, SDM Mass szegregáció és hiányzó tömeg a Coma clusterben // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : folyóirat . - Oxford University Press , 1977. - április ( 179. kötet ). - P. 33-41 . - doi : 10.1093/mnras/179.2.33 . - Iránykód .