البحث: تدور جميع المجرات القرصية في الكون في نفس الفترة

بغض النظر عن الحجم والكتلة ، فإن جميع المجرات القرصية في الكون تحدث ثورة واحدة كاملة حول محورها في حوالي مليار سنة. تم التوصل إلى هذا الاستنتاج من قبل مجموعة من علماء الفيزياء الفلكية من المركز الدولي لبحوث الفلك الراديوي (ICRAR) من جامعة غرب أستراليا. كما هو مكتوب في بيان صحفي حول نتائج الاكتشاف ، بهذا المعنى ، يمكن مقارنة مجرات القرص بساعة فضائية.

تشمل المجرات القرصية عدسي ولولبي ، مثل مجرتنا درب التبانة أو مجرة ​​أندروميدا القريبة.

وفقًا للنموذج الكوني القياسي الحديث CDM (المادة المظلمة الباردة) ، فإن الخصائص الهيكلية والديناميكية الرئيسية للهالة المجرية (هالو - مكون غير مرئي كروي للمجرة ، بما في ذلك المادة المظلمة وتحتوي على الجزء الأكبر من المجرة) والأقراص (الجزء المرئي) تطيع البساطة نسبة المقياس الفيروسي. عادة ما يتم تعريف هذه الخصائص على أنها نصف القطر. $$$R$سرعة الدوران $$$V$والكتلة $$$M$. أو ، كخيار ، السطوع $$$L$كبديل للكتلة. يتم احترام التوازن الفيروسي لهالة $$$V$ل $$$R$وإلى $$$M ^ {1 \ فوق 3}$. بالطبع ، لا يتم ملاحظة المادة المظلمة بشكل مباشر ، ومع ذلك ، يتم ملاحظة علاقات المقياس من خلال خصائص الباريونات ، على الرغم من أن الأسس في قانون القوة لهذه العلاقات لا تتوافق تمامًا مع نموذج الهالة.

في معظم الأحيان ، من الناحية العملية ، يتم استخدام نسبة مقياس السرعة واللمعان ، والمعروف أكثر باسم اعتماد Tully - Fisher . هذه علاقة مشتقة تجريبيا بين كتلة (لمعان) المجرة الحلزونية وسرعة دورانها. فيزياء Baryonic معقدة للغاية ، فهي تأخذ في الاعتبار العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على وتشوه جميع علاقات المقياس. على سبيل المثال ، يمكن للنواة النشطة للمجرة إعادة توزيع الباريونات ، وفي هذه العملية تسحب المادة المظلمة إلى توزيع الباريونات ، والتي يتم تشويه جميع العلاقات المذكورة أعلاه.

على الرغم من أن نسبة سرعة الدوران والإضاءة غالبًا ما يتم ذكرها ، إلا أن نسبة سرعة الدوران ونصف القطر لم تحظ باهتمام كبير حتى الآن. ربما الوضع هنا معقد بسبب صعوبة قياس نصف القطر على مقياس شعاعي.

في عمل جديد ، اعتاد العلماء قياس نسبة المقياس لـ $$$R$ليس المقياس الشعاعي ، كما في الأعمال السابقة ، ولكن نصف القطر الخارجي للمجرة - وأظهر أنه في هذه الحالة توجد علاقة خطية تقريبًا $$$Rv$.

ترتبط سرعة الدوران الدائري بنصف قطر جميع المجرات المرصودة ، والتي تختلف في الحجم وسرعة الدوران الدائري 30 مرة: من المجرات القزمة غير المنتظمة إلى المجرات الحلزونية العملاقة.


نسبة نصف القطر والسرعة الدائرية على مقياس لوغاريتمي

بعبارة أخرى ، تعمل جميع مجرات الأقراص بالفعل مثل الساعة ، مما يحدث ثورة تستغرق حوالي مليار سنة ، إذا تم قياسها على طول حافة أقراصها.

يقول البروفيسور غيرهاردت ميورر من جامعة ويسترن: "يساعدك العثور على هذا النمط في المجرات على فهم آليات دورانها بشكل أفضل - لن تجد مجرة ​​كثيفة سريعة الدوران ، في حين أن مجرة ​​أخرى من نفس الحجم ولكن الكثافة الأصغر ستدور ببطء". أستراليا



صحيح أن الباحثين أبدوا تحفظًا من أجل تأكيد هذا القانون العالمي ، يجب أخذ القياسات على مجموعة أوسع من مجرات القرص من أجل القضاء تمامًا على التحيز في التحديد.

بالإضافة إلى ذلك ، يلاحظ العلماء أنه على الحدود الخارجية للقرص المجري ، لا توجد فقط مجموعات كثيفة من النجوم الشابة والغاز بين النجوم ، ولكن أيضًا عدد كبير من النجوم القديمة الممزوجة بالغاز الصغير وبين النجوم. القرص المجري له حدود واضحة إلى حد ما. بمعرفة سرعة الدوران ، يمكنك حساب نصف القطر واكتشاف هذه الحدود بسرعة.

يقول مؤلفو العمل العلمي أنه بعد التكليف الذي طال انتظاره لتلسكوب الراديو ذي الكيلومتر المربع (SKA) ، سيكون لديهم تحت تصرفهم مجموعة كبيرة من البيانات حول المجرات. ثم نصيحة دقيقة حيث تبحث عن حدود المجرة ستساعد في معالجة هذه الكمية الكبيرة من المعلومات.

تم نشر العمل العلمي في 9 مارس 2018 في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (دوى: 10.1093 / mnras / sty275 ، pdf ).