Galaksi Spiral dan Cakram

Galaksi spiral dan cakram adalah sistem pipih yang didukung rotasi, dengan cakram kaya gas yang menjadi tempat pembentukan bintang berkelanjutan dan lengan spiral yang khas.

Definition

Galaksi spiral dan cakram adalah galaksi yang didominasi oleh cakram bintang dan gas yang pipih dan didukung secara rotasional, seringkali menampilkan lengan spiral dan terkadang batang pusat, di mana pendinginan gas mempertahankan pembentukan bintang yang berkelanjutan.

Scope

Topik ini mencakup struktur cakram galaksi, asal dan sifat lengan spiral termasuk teori gelombang kepadatan, peran batang dalam galaksi cakram, hubungan antara luminositas dan kecepatan rotasi yang dinyatakan oleh relasi Tully-Fisher, dan hubungan antara cakram dan pembentukan bintang.

Core questions

• Bagaimana struktur dinamis cakram galaksi?
• Apa yang menghasilkan lengan spiral, dan apakah itu pola yang berumur panjang atau fitur transien?
• Bagaimana batang memengaruhi evolusi galaksi cakram?
• Bagaimana relasi Tully-Fisher menghubungkan rotasi spiral dengan luminositasnya?

Key theories

Teori gelombang kepadatan lengan spiral

Lin dan Shu mengusulkan bahwa lengan spiral adalah gelombang kepadatan berumur panjang yang dilewati bintang dan gas, bukan struktur material tetap, menjelaskan bagaimana lengan tetap ada meskipun ada rotasi diferensial.

Relasi Tully-Fisher

Korelasi erat menghubungkan luminositas galaksi spiral dengan kecepatan rotasinya, menyediakan indikator jarak dan batasan yang menghubungkan materi bercahaya dan materi gelap dalam cakram.

Evolusi cakram yang digerakkan oleh batang

Batang bintang mendistribusikan kembali momentum sudut, menyalurkan gas menuju pusat, dan dapat membangun pseudobulge, menjadikannya pendorong utama evolusi sekuler galaksi cakram.

Clinical relevance

Galaksi cakram seperti Bima Sakti adalah lokasi dominan pembentukan bintang saat ini, dan relasi Tully-Fisher telah menjadi alat penting dalam skala jarak ekstragalaksi dan penyelidikan kandungan materi gelap cakram.

History

Persistensi lengan spiral meskipun ada rotasi diferensial, yang disebut masalah lilitan (winding problem), memotivasi teori gelombang kepadatan Lin dan Shu pada tahun 1964. Relasi Tully-Fisher tahun 1977 memberikan indikator jarak yang kuat untuk cakram, sementara simulasi numerik selanjutnya memperjelas peran batang dan lengan transien.

Key figures

• Chia-Chiao Lin
• Frank Shu
• Brent Tully
• Alar Toomre

Seminal works

• linshu1964
• tully1977
• binney2008

Frequently asked questions

Jika galaksi berotasi secara diferensial, mengapa lengan spiral tidak melilit?

Teori gelombang kepadatan memecahkan masalah lilitan ini dengan memperlakukan lengan sebagai pola gelombang yang berotasi lebih lambat daripada bintang dan gas, yang mengalir melalui lengan daripada terkunci secara permanen di dalamnya.

Apakah semua spiral memiliki batang?

Tidak, tetapi sebagian besar memilikinya. Bima Sakti memiliki batang, dan survei menemukan bahwa sekitar setengah hingga dua pertiga galaksi cakram terdekat menunjukkan batang, proporsi ini bergantung pada panjang gelombang dan definisi.