Warum haben Galaxien Arme?

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Vor ein paar Jahren begann ich ein Spiel namens Kerbal Space Program (KSP) zu spielen und mein Verständnis darüber, wie Umlaufbahnen tatsächlich funktionieren, nahm dramatisch zu. Wegen KSP betrachtete ich ein Bild einer Galaxie mit ihren Spiralarmen und etwas kam mir sehr seltsam vor. Die Sterne, die näher dran sind, sollten das Galaxienzentrum schneller umkreisen als die Sterne weiter außen, und das würde diese Sternenspuren verschmieren, bis sie nicht mehr erkennbar sind. Hier ist etwas Seltsames los!

Warum haben Galaxien Arme? Was bündelt diese Sterne so?

Ich bemerkte, dass das Zentrum der Galaxien alle verschmiert und bauchig ist, so wie ich denke, dass der Rest so aussehen sollte. Was ist, wenn all diese Masse, die sich um ein gemeinsames Zentrum dreht, den Raum um dieses herum verzieht, wie das Wasser, das aus Ihrem Waschbecken fließt, und dieses Verziehen ist es, was Materie / Sterne in die Gassen fängt.

orbit galaxy Hal Clark
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Willkommen zum Austausch von Astronomie-Stapeln und zur ersten Frage! Dies war tatsächlich für eine sehr lange Zeit ein ungelöstes Problem in der Astronomie, so dass Sie nicht allein sind, wenn Sie sich darüber wundern.
Zephyr
Ich denke, ich erinnere mich, dass ich vor langer Zeit irgendwo etwas gelesen habe, dass die Antwort in der Interaktion mit dunkler Materie und / oder dunkler Energie liegt. Ich könnte falsch liegen. Wie Sie bin ich sehr grün, wenn es um Astronomie und Astrophysik geht. Ich bin nur ein gelegentlicher Laie mit einer natürlichen Neugier. Ich habe noch nicht einmal KSP gespielt (obwohl ich in der Vergangenheit einige KSP-Videos auf YouTube gesehen habe). Ich bin sicher, dass jemand, der viel schlauer ist als ich, dies erklären oder mich entlarven kann. Sie könnten sogar eine dieser cool aussehenden, lächerlich komplexen Gleichungen einwerfen, oder ich habe keine Ahnung, was das bedeutet.
IMerchant
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Mögliches Duplikat von Warum sehen Bilder der Milchstraße wie eine Spirale aus?
James K
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@zephyr danke für den Punkt. Nach einigen Recherchen scheint es mir, dass eine Kepler-Umlaufbahn funktionieren würde, da ich davon ausgegangen bin, dass sich alle Sterne in der Galaxie im Einflussbereich des supermassiven Rücklochs befinden müssen, das sie nicht sind. Also ja, diese Annahme war das größte Problem. Ich werde über diese Denkrichtung hinwegkommen müssen.
Hal Clark
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Ähnliche Frage mit einer schönen Antwort hier: astronomy.stackexchange.com/questions/6232/…
userLTK

Antworten:

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Die übliche Erklärung von Spiralarmen beinhaltet Dichtewellen . Eine ungleichmäßige Bewegung führt dazu, dass sich Materie abwechselnd zusammenballt (die Sternentstehung fördert) und sich ausbreitet. Wie Autos auf einer überlasteten Straße bewegen sich Sterne im Laufe der Zeit durch Regionen mit mehr oder weniger hoher Dichte. Das von Ihnen erwartete Rotationsverschmieren wird als "Wicklungsproblem" bezeichnet. Dieser Artikel von Scientific American bietet drei Erklärungen von professionellen Astronomen.

Mike G.
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Ich fand diesen Artikel sehr sehr interessant. Danke für den Beitrag. Ich wusste nicht, dass ich übrigens auf eines der interessantesten laufenden Themen der Astronomie gestoßen war.
Hal Clark
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Es ist wirklich nur Gas, das sich in die Arme bündelt, nicht wahr? Was wir sehen, sind die jungen großen Sterne, die sich dort bilden. Die meisten von ihnen gehen in die Supernova und verschwinden, bevor sie die Regionen mit hoher Dichte in den Armen verlassen. Kleine Sterne, die unsichtbar sind, sind gleichmäßig in der galaktischen Scheibe verteilt und nicht auf die Arme konzentriert. Recht?
LocalFluff
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@LocalFluff - Nein, es gibt auch Dichtewellen in der Allgemeinbevölkerung älterer Sterne, obwohl sie nicht so stark sind wie die Gasspiralarme.
Peter Erwin