ดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรจานแบน
ดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรจานแบนเป็นระบบที่แบนราบและได้รับการค้ำจุนด้วยการหมุน ซึ่งมีจานที่อุดมด้วยแก๊สเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่องและมีแขนก้นหอยที่เป็นลักษณะเฉพาะ
Definition
ดาราจักรชนิดก้นหอยและดาราจักรจานแบนเป็นดาราจักรที่ถูกครอบงำด้วยจานดาวฤกษ์และแก๊สที่แบนราบและได้รับการค้ำจุนด้วยการหมุน ซึ่งมักจะแสดงแขนก้นหอยและบางครั้งก็มีแกนกลาง โดยที่การเย็นตัวของแก๊สช่วยรักษากระบวนการก่อกำเนิดดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่อง
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้างของจานดาราจักร ต้นกำเนิดและลักษณะของแขนก้นหอย รวมถึงทฤษฎีคลื่นความหนาแน่น บทบาทของแกนกลางในดาราจักรจานแบน ความสัมพันธ์ระหว่างความส่องสว่างและความเร็วในการหมุนที่แสดงโดยความสัมพันธ์ทัลลี-ฟิชเชอร์ และความเชื่อมโยงระหว่างจานกับการก่อกำเนิดดาวฤกษ์
Core questions
- โครงสร้างพลวัตของจานดาราจักรคืออะไร?
- อะไรเป็นตัวสร้างแขนก้นหอย และแขนเหล่านี้เป็นรูปแบบที่มีอายุยืนยาวหรือเป็นลักษณะชั่วคราว?
- แกนกลางส่งผลต่อวิวัฒนาการของดาราจักรจานแบนอย่างไร?
- ความสัมพันธ์ทัลลี-ฟิชเชอร์เชื่อมโยงการหมุนของดาราจักรชนิดก้นหอยกับความส่องสว่างของมันได้อย่างไร?
Key theories
- ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่นของแขนก้นหอย
- Lin และ Shu เสนอว่าแขนก้นหอยเป็นคลื่นความหนาแน่นที่มีอายุยืนยาวซึ่งดาวฤกษ์และแก๊สเคลื่อนที่ผ่านไป ไม่ใช่โครงสร้างสสารที่ตายตัว ซึ่งอธิบายว่าแขนก้นหอยคงอยู่ได้อย่างไรแม้จะมีการหมุนที่แตกต่างกัน
- ความสัมพันธ์ทัลลี-ฟิชเชอร์
- ความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นเชื่อมโยงความส่องสว่างของดาราจักรชนิดก้นหอยกับความเร็วในการหมุนของมัน ซึ่งเป็นทั้งตัวบ่งชี้ระยะทางและข้อจำกัดที่เชื่อมโยงสสารส่องสว่างและสสารมืดในจานดาราจักร
- วิวัฒนาการของจานดาราจักรที่ขับเคลื่อนด้วยแกนกลาง
- แกนกลางดาวฤกษ์กระจายโมเมนตัมเชิงมุมใหม่ นำแก๊สเข้าสู่ศูนย์กลาง และสามารถสร้างบัลจ์เทียมได้ ทำให้เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของวิวัฒนาการแบบฆราวาสของดาราจักรจานแบน
Clinical relevance
ดาราจักรจานแบนเช่นทางช้างเผือกเป็นแหล่งหลักของการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ในปัจจุบัน และความสัมพันธ์ทัลลี-ฟิชเชอร์เป็นเครื่องมือสำคัญในการวัดระยะทางนอกดาราจักรและเป็นตัวสำรวจปริมาณสสารมืดในจานดาราจักร
History
การคงอยู่ของแขนก้นหอยแม้จะมีการหมุนที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่าปัญหาการพันกัน (winding problem) ได้กระตุ้นให้ Lin และ Shu พัฒนาทฤษฎีคลื่นความหนาแน่นในปี 1964 ความสัมพันธ์ทัลลี-ฟิชเชอร์ในปี 1977 ได้ให้ตัวบ่งชี้ระยะทางที่มีประสิทธิภาพแก่ดาราจักรจานแบน ในขณะที่การจำลองเชิงตัวเลขในภายหลังได้ชี้แจงบทบาทของแกนกลางและแขนก้นหอยชั่วคราว
Key figures
- Chia-Chiao Lin
- Frank Shu
- Brent Tully
- Alar Toomre
Related topics
Seminal works
- linshu1964
- tully1977
- binney2008
Frequently asked questions
- ถ้าดาราจักรหมุนแตกต่างกัน ทำไมแขนก้นหอยถึงไม่พันกัน?
- ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่นแก้ไขปัญหาการพันกันนี้โดยการพิจารณาแขนก้นหอยเป็นรูปแบบคลื่นที่หมุนช้ากว่าดาวฤกษ์และแก๊ส ซึ่งไหลผ่านแขนก้นหอยแทนที่จะถูกล็อกอยู่ในนั้นอย่างถาวร
- ดาราจักรชนิดก้นหอยทุกดาราจักรมีแกนกลางหรือไม่?
- ไม่ แต่มีจำนวนมากที่มี ทางช้างเผือกมีแกนกลาง และการสำรวจพบว่าประมาณครึ่งถึงสองในสามของดาราจักรจานแบนที่อยู่ใกล้เคียงแสดงแกนกลาง โดยสัดส่วนจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและคำจำกัดความ