Ist die Rotation der Galaxien von Bedeutung?

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"Wackelt" die Achse einer Galaxie insgesamt genauso wie die Erde? Wenn ja, wissen wir, wie viel oder wie schnell die Milchstraße das macht?

galaxy rotation precession smithkm
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Diese Frage klingt so, als wäre sie wahrscheinlich schon einmal untersucht worden. Hat jemand eine relevante Arbeit / Literatur zur Hand?
Jeden Tag Astronaut

Antworten:

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Um die Antwort von FJC ein wenig zu erweitern: Galaktische Scheiben sind keine starren Körper, und daher sollten wir nicht erwarten, dass sie sich starr durchdringen.

Die meisten Scheibengalaxien tun zeigen Verwerfungen bei großen Radien (einschließlich unserer eigenen), die beide im interstellaren Gas und die Sternen. Aus Beobachtungen von Verwerfungen in Gasscheiben wissen wir, dass sich der Azimutwinkel der Verwerfung häufig mit dem Radius ändert: dh die Neigung der Scheibe ändert sich als Funktion des Radius. [*] Da sich die Winkelgeschwindigkeit als Funktion des Radius ändert , [**] dies deutet darauf hin, dass die Neigung für verschiedene Radien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten voranschreiten könnte.

Leider ist es sehr schwierig, von der Beobachtung eines Warps bis zur Vorhersage der zugrunde liegenden Präzessionsraten zu gehen, da es keinen wirklichen Konsens darüber gibt, was Warps verursacht oder aufrechterhält. (Obwohl man argumentieren kann, dass die Präzessionsrate mit dem Radius nicht zu stark variieren kann , würde sich die Verzerrung schnell "aufwickeln" und ihre zusammenhängende verzerrte Form verlieren, und wir würden nicht so oft Verzerrungen sehen wie wir.)

Siehe hier für eine Diskussion der theoretischen Fragen.

[*] Dies ist eine Art Präzession, obwohl es sich eher um eine Änderung der Ausrichtung der Rotationsachse mit dem Radius als um eine Änderung mit der Zeit handelt (wie bei der Präzession der Erde).

[**] Auch wenn die Kreisgeschwindigkeit ungefähr konstant ist, wie es häufig in den äußeren Regionen von Galaxien der Fall ist, bedeutet die Zunahme des Umfangs als Funktion des zunehmenden Radius, dass die Winkelgeschwindigkeit abnimmt.

Peter Erwin
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Die gesamte galaktische Scheibe besteht aus vielen einzelnen Sternen und dem interstellaren Gas zwischen ihnen. Das Ganze kippt oder wackelt nicht wie ein fester Gegenstand.

Andere Teile der Galaxie machen jedoch Vorarbeit. Das zentrale supermassive Schwarze Loch könnte sich bewegen, und daher könnte sich der Scherz, der aus ihm herauskommt, wie die Achse der Erdrotation bewegen.

Galaktische Scheiben wackeln auch, aber nicht wie eine feste Scheibe, sondern wie eine Reihe von Ringen - die Umlaufbahnen unterscheiden sich in unterschiedlichen Abständen vom Zentrum. Diese können sich sehr langsam ändern und Teile der Platte können einen anderen Winkel aufweisen als andere Teile.

Dies ist im Allgemeinen nicht gut verstanden, da wir die Festplatten nicht sehr gut sehen können, da sie so weit entfernt sind und sich nur sehr langsam ändern würden.

FJC
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Es ist wahr, dass wir normalerweise mit starren Körpern beginnen, wenn wir etwas über Präzession lernen, aber das bedeutet nicht a priori , dass alles, was nicht perfekt starr ist, nicht präpariert werden kann. Die Galaxie ist ein schwerkraftgebundenes System und es gibt eine kollektive Bewegung aufgrund der Schwerkraftkopplung zwischen ihren Teilen. Ich denke, dass dynamische Systeme tatsächlich unter dem Einfluss eines externen Drehmoments fahren können, auch wenn es nicht genau so ist, wie sich ein Kreisel verhalten würde. Ich kann es nicht beweisen, aber ich denke nicht, dass es ausreicht, nur "viele einzelne Sterne und das interstellare Gas" zu sagen, um es auszuschließen.
Uhoh
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Ja, ich wollte nicht sagen, dass eine Galaxie nicht pressen kann, nur dass es komplizierter ist, weil es sich nicht um ein einzelnes Objekt handelt, also nicht wie eine feste Scheibe.
FJC
Wenn ich richtig verstehe, dass "galaktische Scheiben wackeln, aber nicht wie eine feste Scheibe, sondern wie eine Reihe von Ringen" , bedeutet das, dass z. B. die Umlaufbahn jedes Sterns in dieser Galaxie einen solchen Ring bildet? Dann wäre das eine sehr komplexe Bewegung, da sich die Bewegungen der Ringe gegenseitig beeinflussen.
Jeden Tag Astronaut
Ja, es ist ein sehr komplexes Problem, und selbst wenn man die Umlaufbahn eines jeden Sterns als einen einzigen Ring betrachtet, ist dies eine Vereinfachung. Die vollständige Antwort ist, dass wir es nicht wirklich wissen, denn um es zu verstehen, müssten wir eine Computersimulation einer ganzen Galaxie durchführen, bei der jeder Stern und jedes Gasmolekül perfekt dargestellt wird und all ihre gravitativen, chemischen, mangnetischen usw. Wechselwirkungen auch perfekt dargestellt, und dann machen viele von diesen, um zu sehen, wie die Größe oder Form oder Umgebung der Galaxie oder Sterne oder interstellares Gas es beeinflusst. Das liegt weit über unseren derzeitigen Rechengrenzen.
FJC
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Präzession ist eine allgemeine Eigenschaft von rotierenden Systemen, die Kräften von außen ausgesetzt sind. Zum Beispiel ist die Präzession der Erde auf die Gravitationskraft von Sonne und Mond zurückzuführen. Da die Galaxie sehr weit von anderen Gravitationsquellen entfernt ist, sehe ich keinen Grund für ihre Präzession.

Edit: wie im Kommentar unten (@RobJeffries) darauf hingewiesen, wenn es nicht weit genug von massiven System ist, als es möglicherweise erforderlich ist ...

Brasilien
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∼20
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In diesem Fall, @RobJeffries, kann es erforderlich sein ... :)
Brasilien