왜 은하 원반 모양입니까?

나는 항상 그림에서 "디스크"형태의 은하계를 본다. 마치 비행기에 회전 운동이 있고, 별이 은하에서 뛰어 내리는 것을 막는 중력에 의해 시스템이 균형을 이룹니다. 이것의 물리적 인 이유는 무엇입니까? 나는 별 모양의 디스크를 본 적이 없다. 별은 은하처럼 축을 중심으로 회전하는 훨씬 작은 비 고체 질량에 지나지 않습니다. 크기가 중요합니까? 차이점은 무엇입니까? 왜 전형적인 은하계가 원반형이 아닌 구형 형태가 아닌가?

나선 은하가 가장 일반적으로 묘사 될 수 있습니다. 왜냐하면 우리는 하나에서 자신을 발견하기 때문일 것입니다. Galaxy 형태 분류에 관한 Wikipedia의 페이지 는 가장 일반적인 분류를 설명합니다.

제목에 대한 질문에 답변 :

귀하의 질문에 대한 기본적인 답변은 각도 모멘텀 보존입니다. 천문학 자들은이 질문에 오랫동안 관심을 가져 왔으며 여전히이 주제에 관한 논문을 쓰고 있습니다. 빅뱅 당시에 우주에 순각 운동량이 없다고 가정하더라도 지역 변동이있을 것으로 예상 할 수 있습니다. 중력 인력에 의해 은하가 처음 형성되었을 때,이 순 로컬 양은 남아 있었다. 이제 각 운동량은 보존되므로 한 은하 량의 별과 가스의 초기 수집이 붕괴되기 시작하면 순 운동량은 동일하게 유지되어야합니다. 각운동량 이므로 주어진 대해 경우 더 쉽게 보존 할 수 있습니다. vL$\vec{L} =m\vec{v}\times\vec{r}$$v$$L$$r$크다. 우연한 각도 운동량의 축을 따라 직교 방향에서 붕괴에 대한 방해가 없으므로 수집은 디스크 모양으로 판명됩니다. 그런데 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)에서 나오는 은하들의 집합에 대한 순각 운동량에 대한 몇 가지 연구가 있었으며 그 대답은 거의 제로에 가깝지 않습니다. 계속 지켜봐 주시기 바랍니다.

피닉스 대학교 물리학과 기사 에서 발췌

은하의 질량 (대부분 암흑 물질의 형태)은 대략 구형의 얼룩입니다. 질량을 보면, 은하계는 원반이 아닙니다. 그러나 암흑 물질은 보이지 않으며 우리가 볼 수있는 것 (별, 가스 등)은 디스크에 있습니다.

암흑 물질과 정상 물질이 다르게 행동하는 이유는 가스가 흐를 때 "마찰"이 있기 때문입니다 (암 물질은 자체 또는 정상 물질과 상호 작용하지 않습니다). 이로 인해 가스가 가열되고 열 에너지가 방출됩니다 (적외선, 조명 등). 이는 시간이 지남에 따라 은하계 가스가 낮은 수준으로 떨어지는 경향이 있음을 의미합니다. 그러나 가스는 또한 각 운동량 (회전하고 있음)을 가지며 각 운동량은 보존되어야합니다 (에너지처럼 방사 될 수 없습니다). 따라서 가스는 각 운동량을 유지할 수있는 저에너지 구성으로 떨어지려고합니다. 이를 달성하는 형태는 디스크입니다.

디스크 평면에서 선회하지 않는 모든 가스 구름이 디스크에 부딪히며 시간이 지남에 따라 동일한 디스크로 당겨집니다.

가스 구름은 별을 만들어 내기 때문에 대부분의 별도 디스크면에있게됩니다. 구상 성단에있는 아주 오래된 별 무리는 디스크 주위의 구형 패턴에서 찾을 수 있습니다.

따라서 은하계는 별을 만드는 가스가 원판 모양으로 떨어지기 때문에 원판 모양을 형성합니다.

그러나 모든 은하가 디스크 인 것은 아닙니다. 원반 모양의 은하들이 충돌 할 때, 이것은 별들의 궤도를 방해 할 수 있고, 당신은 "블롭 (blob)"모양 인 은하를 얻습니다. 이것을 타원은하라고하며 매우 일반적입니다. 작은 은하들도 종종 디스크 구조를 갖지 않습니다. 이를 불규칙은하라고합니다.

은하는 가스가 풍부하고 동적으로 젊기 때문에 원반 모양입니다. 별도 가스가 풍부하지만 동적으로 오래되어 디스크를 제거 할 시간이있었습니다. 젊은 원형 (동적으로 젊음)은 원형 별 디스크로 둘러싸여 있습니다. 많은 가스가 많은 물체가 원반 모양 인 이유는 원형 궤도가 궤도 교차와 호환되지 않으므로 충격이 없다는 사실을 수행해야합니다. 어떤 의미에서, 많은 천문학적 물체는 비 원형 운동을 방출 할 수있는 가스를 포함하기 때문에 원반 모양입니다.

그러나 디스크는 중력 시스템에서 가장 가능성이 높은 상태가 아닙니다. 이것이 별이 빛나는 원반이 별이되는 이유입니다. 반면에 은하들은 스스로를 거대한 블랙홀로 바꿀 시간이 없었거나 환경과의 고통으로 그렇게 할 기회를 얻지 못했습니다.

두 개의 가스가 좋지 않은 원반 은하가 충돌 할 때 원반과는 다른 타원형을 생성합니다. 두 개의 가스가 풍부한 원반 은하가 충돌 할 때 벌지가있는 은하와 같은 원반이 생성됩니다.

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이것을 생각하는 또 다른 방법은 총 운동량에 대한 각 운동량의 비율을 고려하는 것입니다. 충격을 통해 가스가 존재하면 시스템은 에너지의 일부를 방출하여이 비율이 커질 수 있습니다. 높은 비율은 일반적으로 디스크와 같은 시스템에 해당합니다.

붕괴하는 동안 가스 (또는 다른 동적 물체)가 효과적으로 냉각 될 수 있는지 여부가 중요합니다. 가능한 경우, 평균 각 운동량에 수직으로 디스크를 향하고, 그렇지 않으면 구형 물체를 얻습니다.

디스크 : 나선 은하, 블랙홀 생성 디스크, 원형 디스크

구체 : 별 (냉각 방사선에 불투명 할 정도로 밀도가 높음), 별 클러스터 및 타원형 은하 (별이 대부분 충돌하지 않으므로 냉각 할 수 없음), 은하단의 가스 (밀도가 너무 낮아 원자가 자주 충돌하지 않음) 효과적으로 냉각)