A spectacular example of a barred-spiral galaxy is NGC 1300, which lies roughly 61 million light-years away in the constellation Eridanus. (Image Credit: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA; Processing & Copyright: Domingo Pestana & Raul Villaverde.)

A spectacular example of a barred-spiral galaxy is NGC 1300, which lies roughly 61 million light-years away in the constellation Eridanus. (Image Credit: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA; Processing & Copyright: Domingo Pestana & Raul Villaverde.)

科学

脱离这个螺纹

芦苇物理专业展示了银河系如何开发出其神秘的禁止螺旋。

由Chris Lydgate'90 | 2020年9月17日

银河系的发光漩涡,其螺旋臂从中央杆状涡旋拼接,启发了一代科学家和杰出人。但这种神秘的结构背后的物理已经证明令人惊讶地难以钉住。天文学家长长地理位于重力的力量,表现为数十亿颗恒星,将产生表征这么多星系的螺旋。从20世纪70年代开始,原油计算机仿真产生了借助于理论的螺旋结构。随后赶来的认识颗星代表质量的只是一小部分宇宙的大部分,其实,由气体和暗物质。如果你是其他东西,模型是否仍然坚持?

芦苇物理学家团队,包括 Beckett Cummings'20, 会lum'21.和教授。 约翰尼鲍威尔,去年夏天决定占据挑战,部分地致力于支持 delord-mockett基金。从假设的假设开始,即Galaxy开始生活作为GargAntuan云的天然气跨越大约500,000个轻的年,球队使用了一种大规模并行的N-B和 Gravitational软件包 樟宜 将这种多云的巨大雕刻成100万个行业,每个部门都包含足够的气体来燃料的太阳燃料,并观察在半十亿年内拉动并互相推动的事情。

他们的第一个模拟未能产生任何结构,只有大,无定形的斑点。接下来,他们尝试改变物质的初始配置来遵循赫氏分布,这是一个模型首次由天体物理学家Lars Hernquist 1990年提出的模型。这种配置产生了一个扁平的球形,这是物理学 - 谈论一个大,略低于无定形的Blob-A改善,但仍然是银河系的复杂螺纹很长的路。

然后借用了一个想法 诺亚muldavin'13,谁在使用旧仿真软件与仅有20,000颗恒星的旧仿真软件写下他的高级论文。虽然诺亚的模拟未能产生禁止的结构,但它确实成功地生产螺旋臂。在本文中,诺亚利用了多项式函数来初始配置恒星:polynomial.gif

该团队面临着在长达系统上实施Muldavin功能的一些技术障碍,但熨烫了错误,并最终在60亿年的过程中建立了200万部门的模拟。常龄将数字击打过夜,并以数字格式吐出其结果;然后,学生必须使用不同的软件将其编译成图像。 “我们不确定它是否会起作用,”贝克特说。 “所以当它在屏幕上弹出时,我几乎掉下了椅子。这是纯粹的休克。“

他们看到的是他们一直在狩猎从中心杆辐射的螺旋臂的难以捉摸的结构。

“这是一个非常神奇的经历,”贝克特说。 “当时我真的觉得这是我想用我的生命做的第一时刻。” 

学生们抓起了笔记本电脑并冲向教授。鲍威尔的办公室向他展示屏幕上的模糊图像。他兴奋地抱着。 “我一直在等待这部图像五年!”他告诉他们。

从理论的观点来看,这样的结果是不足为奇,根据教授。鲍威尔。一个星系大小的气体云 应该 如果初始条件是正确的,则能够形成禁止的螺旋。但芦苇实验是一种生动的肯定,模型是根本的声音。 “通过这些结果,我们可以继续尝试形成禁止银河的气体 星星,并开始向酒吧物理学提出更多基本问题,“他说。

天体物理学家并不完全理解禁止螺旋的重要性。一个理论表明,酒吧在银河系中心的浓缩物质中起着关键作用,在该过程中产卵新星。由于宇宙变老了,该结构似乎变得更加常见; 2008年的CALTECH学习估计 禁止螺​​旋是三倍的常见 今天比他们在七亿年前,1999年的俄亥俄州国家研究估计 所有螺旋星系的三分之二 包含一个酒吧。

然而,芦苇项目表明,禁止螺旋是过渡现象。经过几十亿年,结构坍塌,星系呈现新形状。

delord-mockett基金是由物理学家创建的 Paul Mockett'59. 为了纪念传奇芦苇物理学教授 Jean Delord. [1950-88],WWII期间的法国抗性的成员,后来成为固态,量子力学和统计力学和媒体学生的统计力学专家。

教授。鲍威尔在第235次会议上展示了芦苇队的结果 美国天文学会 在一月。

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