Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

19.02.2019
16:49

Высокоэнергетические частицы могут бомбардировать экзопланеты

19.02.2019
14:59

Множественные популяции звезд обнаружены в скоплении Hodge 6

19.02.2019
13:25

Российский электрический самолёт полетит в 2020 году

18.02.2019
18:03

Древняя континентальная кора могла образоваться из-за падения крупных метеоритов

18.02.2019
17:49

Суперлуние года: ученые объяснили, чем необычна полная луна 19 февраля

18.02.2019
17:46

Глобальное потепление остановит триллион деревьев

18.02.2019
17:05

Слияние нейтронных звезд позволяет понять структуру вещества

18.02.2019
16:40

Астрономы зафиксировали сильнейший яд в ядре кометы

18.02.2019
16:36

Миссия "Вояджер": главный секрет Солнечной системы не раскрыт

18.02.2019
16:23

Ключи от квантового мира. Как китайцы создают новый интернет

18.02.2019
16:16

В России разрабатывают космическую яхту для туристов

18.02.2019
15:46

Ученые уточнили положение "родины" большинства метеоритов

18.02.2019
15:28

Физики из России выяснили, как можно поменять свойства электрона

18.02.2019
14:53

Физики усомнились в стабильности спиральных галактик

    Физики из Италии и Франции пересмотрели процесс формирования спиральных галактик и показали, что его можно объяснить исключительно в рамках гравитационного коллапса. Более того, ученые выяснили, что протекающие внутри галактики процессы оказываются неравновесными вопреки существующим взглядам на формирование галактик. Это значит, что методы, с помощью которых астрономы рассчитывают массу галактики, могут давать неверные результаты, а оценки на массу темной материи нужно пересмотреть. Статья опубликована в Physical Review E, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Большинство крупных галактик, включая Млечный путь, относятся к спиральным галактикам. В таких галактиках четко выделяется плотное центральное скопление звезд (балдж), от которого отходит несколько спиральных рукавов. Кроме того, видимая материя окружена сферическим гало темной материи, которое содержит бо́льшую часть массы галактики. К сожалению, несмотря на распространенность спиральных галактик, ученые до сих пор плохо понимают, как они образуются — и почему их заметно больше, чем неправильных и эллиптических галактик.

    Как правило, ученые описывают поведение галактической материи с помощью уравнений Власова. Вообще говоря, изначально Анатолий Власов разработал эти уравнения для описания динамики плазмы — системы заряженных частиц, которые взаимодействуют друг с другом по закону Кулона. Впрочем, слабое гравитационное поле, которое хорошо описывается законом Ньютона, очень похоже на электрическое. Поэтому система, которая состоит из большого числа гравитирующих объектов, также подчиняется уравнениям Власова.

    Более того, численное моделирование показывает, что характерное время релаксации такой системы во много раз превышает время жизни Вселенной — следовательно, можно пренебречь столкновениями частиц и считать, что система находится в равновесии. В результате уравнения Власова упрощаются и сводятся к бесстолкновительному уравнению Больцмана. С этой точки зрения галактика может приобрести спиральную форму только за счет внешних факторов, которые возмутят ее квазистационарное состояние. В частности, нестабильности могут вызвать сильные гравитационные поля объектов, проходящих рядом с галактикой, или негравитационные диссипативные процессы (охлаждение).

    Группа ученых под руководством Майкла Джойса (Michael Joyce) пересмотрела этот процесс и показала, что на самом деле материя может собираться в спиральную структуру исключительно за счет гравитационного притяжения. В этом подходе галактика больше не является стабильной структурой, и ее форма изменяется со временем. При этом ключевым фактором, который определяет стационарность системы, является ее скорость, а характерное время формирование структуры примерно равно одному миллиарду лет.

    Чтобы проверить эту гипотезу, ученые численно смоделировали эволюцию галактики, состоящей из миллиона сферических частиц, притягивающихся друг к другу по закону обратных квадратов. Чтобы избежать расходимостей, физики обрезали Ньютоновский потенциал частиц на небольшом расстоянии ε и склеивали его с нулевым потенциалом в центре частицы с помощью кубических сплайнов. Массы частиц выбирались случайно и могли отличаться от эталонной массы в 2, 5 или 10 раз. Для численных расчетов ученые использовали открытый код GADGET-2. Время работы симуляции достигало 200 динамических времен. Столкновениями частиц исследователи пренебрегали. В целях дополнительной проверки физики отслеживали полную энергию системы, которая в ходе ее эволюции сохранялась с точностью до 0,5 процента.

    Всего исследователи рассмотрели шесть типов начальных условий, с которых стартовали численные расчеты. В системах первого типа частицы были равномерно распределены в пределах эллипсоидного облака, а их скорости были случайно заданы (случай A1) или следуя картине когерентного твердого тела вокруг самой короткой оси (случай A2). В системах второго типа частицы были неравномерно распределены внутри эллипсоида; при этом распределения отличались разной формой эллипсоида, размером внутреннего плотного скопления (прообраза балджа), плотностью частиц и скоростью их вращения (случаи B1, B2). Наконец, в системах третьего типа частицы собирались внутри несферических и неравномерных облаков (случаи C1, C2).

    В результате физики обнаружили, что со временем системы второго типа собираются в структуры, напоминающие привычные спиральные галактики: внутри структуры формировалось плотное ядро, а ее внешняя часть вытягивалась в тонкий диск. Более того, в диске можно было различить другие характерные черты галактик — рукава, кольца и перемычки (бары). Ключевым параметром, который определял стационарность системы, выступало число оборотов частицы вокруг центра галактики n — число, пропорциональное скорости частицы и времени эволюции, обратно пропорциональное расстоянию до центра. Если это число было много больше одного, частица двигалась по эллиптической кеплеровской орбите (то есть система находилась в равновесии), в противном случае ее траектория выглядела гораздо сложнее. В молодой галактике число n порядка единицы для всех частиц, и благодаря неравновесным процессам галактика стремится принять спиралевидную форму (вероятность успеха определяется исходным распределением). Более того, это условие продолжает выполняться на краях более старых галактик, время жизни которых сравнимо со временем жизни Вселенной.

    Авторы статьи отмечают, что замеченный ими эффект является очень простым по своей природе — а потому удивительно, что ученые не обнаружили его раньше. Тем не менее, исследователи приводят несколько аргументов, которые объясняют это упущение. Во-первых, большинство работ, выполненных в последние двадцать или тридцать лет, работали с системами, содержащими порядка десяти тысяч частиц. В таких системах число высокоэнергетических частиц, вносящих наибольший вклад в эволюцию системы, не превышало тысячи — следовательно, погрешность численных моделей была слишком высока, и они упускали из виду формирование структур. Во-вторых, в основном ученые оценивали стабильность галактики по глобальным параметрам и рассматривали сравнительно небольшие промежутки времени.

    Открытие ученых не только позволяет лучше понять процесс формирования галактик, но также заставляет пересмотреть существующие взгляды на темную материю. В самом деле, астрономы оценивают массу галактики с помощью теоремы о вириале, которая связывает кинетическую и потенциальную энергию звезд. Эта теорема работает только для стабильных структур — однако расчеты ученых показывают, что спиральные галактики не относятся к таким структурам. Если это предположение окажется верным, астрономам придется разработать альтернативный способ измерения массы галактики и пересмотреть оценки на массу темной материи.

    В марте прошлого года группа астрономов под руководством Питера Ван Доккума (Pieter van Dokkum) обнаружила «неправильную» галактику NGC1052-DF2, у которой практически полностью отсутствовала темная материя. Это открытие противоречило существующим теориям формирования галактик. Впрочем, всего через несколько месяцев ученые пересмотрели метод, с помощью которого группа Доккума оценивала массу галактики, и показали, что она содержит гораздо больше темной материи, чем предполагалось. Более того, скорректированное значение попало в диапазон, установленный существующими моделями, хотя и находилось близко к его границе.

    По информации https://nplus1.ru/news/2019/02/18/galaxy-formation

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

18.02.2019
14:48

Астрономы обнаружили «звездную реку» в окрестностях Солнечной системы

18.02.2019
14:45

Необычная новая готова взорваться как сверхновая типа Ia

18.02.2019
13:59

NASA SPHEREx: новая миссия по исследованию Вселенной

18.02.2019
10:54

К 170-летию первого полного издания карело-финских рун, собранных и обработанных Элисом Лённротом, и 130-летию первого перевода Леонидом Бельским

17.02.2019
23:09

Волны в плазме нагревают электроны солнечного ветра в магнитосфере Земли

17.02.2019
23:00

Ученые нашли недостающую материю Вселенной

<< 571|572|573|574|575|576|577|578|579|580 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList