Pas Goulda.pdf

PAS GOULDA

KRZYSZTOF CZART

POZWALATOWYSUN¡¢PRZYPUSZCZENIE,I»ISTNIEJEGRUPA

MªODYCHGWIAZDOTYPACHWIDMOWYCHOIB,KTÓRA

WYRÓ»NIASI¦SPO±RÓDOTOCZENIA.JEJISTNIENIENAJªATWIEJ

STWIERDZI¢,ŸPOPATRZYWSZY"NAGALAKTYK¦ZBOKU.

NARYSUNKU2NANIESIONES¡GWIAZDYO{B5ZNAJDUJ¡CE

SI¦WODLEGªO±CIDO800PCODSªO«CA.

HISTORIA

PASGOULDATOSTRUKTURA

ZªO»ONAZGWIAZDZNAJDUJ¡CA

SI¦WPOBLI»USªO«CA,

KTÓRAJESTWYRÓ»NIANA

SPO±RÓDPOZOSTAªYCHGWIAZD

NALE»¡CYCHDODYSKUGALAKTYKI

NAPODSTAWIEROZMIESZCZENIA

WPRZESTRZENI,WIEKUICECH

KINEMATYCZNYCH.HISTORIAZACZYNASI¦WPOªOWIEXIX

WIEKU,KIEDYTOKILKUASTRONOMÓWDOKONAªOJEGO

PIERWSZYCHOBSERWACJI.JEDNYMZNICHBYªW.HERSCHEL,

ZNANYJAKOODKRYWCAURANA.W1847R.USTALIª,»EWIELE

JASNYCHGWIAZDWOTOCZENIUSªO«CAWYDAJESI¦TWORZY¢

PASNACHYLONYDOPªASZCZYZNYRÓWNIKAGALAKTYCZNEGO

PODK¡TEMOKOªO20 .OKOªOROKU1880BENJAMINGOULD

PRZEPROWADZIªDOKªADNEBADANIATEGOPODSYSTEMU

GWIAZD.PONIEWA»STRUKTUR¦NAZWANOPÓ¹NIEJJEGO

IMIENIEM,KILKASªÓWOTYMASTRONOMIE.

BENJAMINAPTHORPGOULD

RYS. 2

O± X LE»YWPªASZCZY¹NIEGALAKTYKI,ASªO«CEZNAJDUJE

SI¦NAPRZECI¦CIUOSI X I Z .SUGEROWAªOBYTOCENTRALNE

POªO»ENIENASZEJGWIAZDYWPASIEGOULDA.JE»ELI

JEDNAKWZI¡¢PODUWAG¦WIEKSªO«CA(5MLDLAT)ORAZ

WIEKGWIAZDOIB(RZ¦DU100MLNLAT),NAJBARDZIEJ

UZASADNIONYWYDAJESI¦WNIOSEK,»EZWI¡ZEKSªO«CA

ZPASEMGOULDAJESTPRZYPADKOWY.POPROSTUNASZA

GWIAZDAWSWOJEJW¦DRÓWCEWOKÓªCENTRUMGALAKTYKI

ZNALAZªASI¦AKURATWTAKIMREJONIEMªODYCHGWIAZD.

BENJAMINAPTHORPGOULD»YªWLATACH1826{1896.

BYªPIERWSZYMAMERYKANINEM,KTÓRYOTRZYMAªDOKTORAT

ZASTRONOMII.DOKONAªTEGOPODOPIEK¡SAMEGOGAUSSA

NAUNIWERSYTECIEWGETYNDZE.WROKU1849ZAªO»Yª

CZASOPISMO THEASTRONOMICALJOURNAL .BYªPIONIEREM

FOTOGRAFIIASTRONOMICZNEJ.JEGONAJWI¦KSZ¡PRAC¡

STAªSI¦ATLASGWIAZDNIEBAPOªUDNIOWEGO.PRACENAD

NIMZACZ¡ªWROKU1870WARGENTYNIEIPOKILKU

LATACHOPUBLIKOWAªPT. URANOMETRIAARGENTINA ,WRAZ

ZDOKªADNYMIPOMIARAMIPOZYCJIPONAD50000GWIAZD.

PODCZASPOBYTUWARGENTYNIEGOULDODKRYªPOªUDNIOW¡

CZ¦±¢STRUKTURYZWANEJDZI±JEGOIMIENIEM.WCZASIE

SWOJEGO»YCIAZGROMADZIªWIELK¡KOLEKCJ¦KSI¡»EK

ASTRONOMICZNYCH,KTÓREJCZ¦±¢ZNAJDUJESI¦OBECNIEW

DUDLEYOBSERVATORY(SCHENECTADY,NEWYORK,USA),

WKTÓRYMTOOBSERWATORIUMPRACOWAªPRZEZPEWIENCZAS.

RÓ»NICEMI¦DZYROZMIESZCZENIEMGWIAZDPASAGOULDA

IGWIAZDDYSKUWIDA¢TAK»ENARYSUNKU3,NAKTÓRYM

MAMYPRZEDSTAWIONERZUTYICHPOZYCJINAPªASZCZYZNY

ODPOWIEDNIOPASAIGALAKTYKI.

ROZMIESZCZENIE GWIAZD PASA

NARYSUNKU1MAMYPRZEDSTAWIONEROZMIESZCZENIE

NASFERZENIEBIESKIEJGWIAZDJA±NIEJSZYCHOD7MAG

ITYPIEWIDMOWYMWCZE±NIEJSZYMNI»B6.WYRA¹NIE

WIDA¢,»EGRUPUJ¡SI¦ONEWPASIENACHYLONYM

DORÓWNIKAGALAKTYKI.ROZMIESZCZENIATAKIEGONIE

WYKAZUJ¡GWIAZDYOTYPACHPÓ¹NIEJSZYCH.

RYS. 1

RYS. 3. POZYCJEGWIAZD0{B5 (W ODLEGªO±CIDO 800 PC)

A) NALE»¡CYCHDO PASA GOULDA RZUTOWANE NAJEGO PªASZCZYZN¦,

B)NALE»¡CYCHDO DYSKUGALAKTYCZNEGORZUTOWANENA PªASZCZYZN¦

GALAKTYKI.

MO»NAZAUWA»Y¢,»EGWIAZDYDYSKUROZMIESZCZONES¡

BARDZIEJLOSOWO,PODCZASGDYGWIAZDYPASAGOULDA

TWORZ¡GRUPY,KTÓREMO»NAPOWI¡ZA¢ZEZNANYMI

ASOCJACJAMI(ROZBIEGAJ¡CYMISI¦GRUPAMIMªODYCH

GWIAZD),NP.SCO-CEN,PEROB2,ORIOB1.

MO»NATUZAPYTA¢,WJAKIWªA±CIWIESPOSÓB

WYZNACZONOUSYTUOWANIEPASAGOULDAWPRZESTRZENI.

OTÓ»OGÓLNERÓWNANIEPªASZCZYZNYMAPOSTA¢

AX + BY + CZ + D =0.MAJ¡CWSPÓªRZ¦DNE XYZ KA»DEJ

ZGWIAZD,MO»NAOBLICZY¢JEJODLEGªO±¢ODPªASZCZYZNY

REPREZENTOWANEJPRZEZWSPÓªCZYNNIKI A , B , C , D .

WSPÓªCZYNNIKITEUZNAJEMYZANAJLEPIEJPASUJ¡CE

DOOBSERWACJI,GDYSUMAKWADRATÓWODLEGªO±CIGWIAZD

ODPRZEWIDYWANEJPªASZCZYZNYB¦DZIENAJMNIEJSZA.

NAZYWASI¦TODOPASOWANIEMWSENSIENAJMNIEJSZYCH

KWADRATÓW.WªA±NIETAMETODADAªAK¡TNACHYLENIA

PªASZCZYZNYPASADORÓWNIKAGALAKTYCZNEGORÓWNY20 .

ANALOGICZNEOBLICZENIAPOZWALAJ¡NAUSTALENIEPOZYCJI

CENTRUMPASAGOULDA,KTÓREZNAJDUJESI¦WODLEGªO±CI

OKOªO200PCODSªO«CA.

GOULDA,OCENIASI¦NA8 10 5 MASSªO«CA.ZNAJ¡CJESZCZE

NAPODSTAWIEMODELIEWOLUCYJNYCHWIEKGWIAZDPASA,

MO»NAOCENI¢TEMPOFORMOWANIASI¦TYCHGWIAZD,KTÓRE

OKAZUJESI¦PORÓWNYWALNEZOTRZYMYWANYMDLAOBªOKÓW

MOLEKULARNYCHIOBSZARÓWGWIAZDOTWÓRCZYCH.

GAZ

OTACZAJ¡CASªO«CEMATERIAMI¦DZYGWIAZDOWATAK»E

WYKAZUJEEKSPANSJ¦,COPRAWDOPODOBNIEJESTREZULTATEM

WYDARZE«,KTÓREMIAªYMIEJSCEWNIEDALEKIEJPRZESZªO±CI

(WGALAKTYCZNEJSKALICZASU).PODEJRZEWASI¦WI¦C,»E

MATERIAMI¦DZYGWIAZDOWARÓWNIE»TWORZYSTRUKTUR¦

PODOBN¡DOUTWORZONEGOPRZEZGWIAZDYPASAGOULDA.

STRUKTUR¦T¦NAZWANOPIER±CIENIEMLINDBLADA,AJEGO

CENTRUMSTANOWIPRAWDOPODOBNIEASOCJACJACAS-TAU

POªO»ONAWODLEGªO±CIPRAWIE170PCODSªO«CA.

WODLEGªO±CI315PCOBSERWUJESI¦WYRA¹NYSKOK

(SPADEK)PR¦DKO±CIGAZU,ZATEMODLEGªO±¢TAMO»E

BY¢TRAKTOWANAJAKOPROMIE«PIER±CIENIALINDBLADA.

MAJ¡CZA±PR¦DKO±¢EKSPANSJIIODLEGªO±¢MASGAZU,

BEZTRUDUMO»NAOSZACOWA¢WIEKCAªEJSTRUKTURY{

WYNIKIEMJEST85MLNLAT,ZBª¦DEM20MLNLAT.85MLN

LATTEMUCENTRUMPIER±CIENIALINDBLADAZNAJDOWAªOSI¦

WRAMIENIUSPIRALNYMWGWIAZDOZBIORZEKILAIMO»NA

PRZYPUSZCZA¢,»ETOWTEDYROZPOCZ¦ªASI¦EKSPANSJA

PEWNEGOOBSZARUMATERIIMI¦DZYGWIAZDOWEJ,WKTÓRYM

PÓ¹NIEJZNALAZªOSI¦SªO«CE.

KINEMATYKA

RÓWNANIAOORTAOPISUJ¡±REDNIRUCHORBITALNYGWIAZD

WDYSKUGALAKTYKI.DAJ¡TEORETYCZN¡ZALE»NO±¢

MI¦DZYSKªADOWYMIPR¦DKO±CIGWIAZDYWZGL¦DEM

SªO«CA(RADIALN¡ V R ,WDªUGO±CIGALAKTYCZNEJ V L

IWSZEROKO±CI V B )AODLEGªO±CI¡ R GWIAZDYIJEJ

WSPÓªRZ¦DNYMINANIEBIE(DªUGO±CIGALAKTYCZNEJ L

ISZEROKO±CI B ).WWERSJIUPROSZCZONEJRÓWNANIAOORTA

WYGL¡DAJ¡NAST¦PUJ¡CO:

V R = AR COS 2 B SIN2 L;

V L = R COS B ( A COS2 L + B ) ;

V B =

2 AR SIN2 B SIN2 L:

A I B TOTZW.STAªEOORTA,WYZNACZANENAPODSTAWIE

OBSERWACJIICHARAKTERYSTYCZNEDLAOKOLICYSªO«CA.

RÓ»NICA B A DAJEWARTO±¢K¡TOWEJPR¦DKO±CIROTACJI,

NATOMIASTSAMO A JESTPOCHODN¡TEJPR¦DKO±CIWZGL¦DEM

ODLEGªO±CIODOSIROTACJI.OKAZAªOSI¦JEDNAK,»EROTACJA

GALAKTYKIMACHARAKTERBARDZIEJSKOMPLIKOWANY,JEST

WI¦COPISYWANAPRZEZBARDZIEJSKOMPLIKOWANEWZORY

OORTA,ZAWIERAJ¡CEWPEªNEJWERSJIDODATKOWESTAªE

C I K .DOMINUJ¡CYMRUCHEMWOTOCZENIUSªO«CAJEST

ROTACJAWOKÓªCENTRUMGALAKTYKI(PRZYCZYMSªO«CE

ZNAJDUJESI¦WODLEGªO±CI8,5KPCODCENTRUMIOBIEGA

JEZPR¦DKO±CI¡OKOªO200KM/S).WYNIKIWYZNACZE«

STAªYCHOORTADLAPASAGOULDADAJ¡NA K WARTO±¢

NIEZEROW¡,COSUGERUJE,»ETAGRUPAMªODYCHGWIAZD

EKSPANDUJE.

POCHODZENIE

ISTNIEJEKILKAHIPOTEZNATEMATPOWSTANIAPASAGOULDA:

SKUTEKODDZIAªYWANIAMATERIIMI¦DZYGWIAZDOWEJ

ZRAMIENIEMSPIRALNYM,

ROZCHODZENIESI¦ŸFALIGWIAZDOTWÓRCZEJ"

ZAPOCZ¡TKOWANEJPRZEZWYBUCHSUPERNOWEJ,

FRAGMENTACJAOLBRZYMIEGOOBªOKUMOLEKULARNEGO,

SPADEKSZYBKIEGOOBªOKUZGALAKTYCZNEGOHALO

NADYSK.

JAKDOT¡D,SPRAWAJESTOTWARTA.NAWIELEINNYCH

PYTA«TE»NIEZNAMYJESZCZEODPOWIEDZI,NP.JAKIJEST

ZWI¡ZEK(JE±LIJEST)MIEDZYNASZYMPASEMGOULDA

AWIELKIMIOBSZARAMIGWIAZDOTWÓRCZYMIOBSERWOWANYMI

WINNYCHGALAKTYKACH?JAKAJESTROLASTRUKTURTEGO

TYPUWDYSKUGALAKTYCZNYM?CZYPODOBNESTRUKTURY

WYST¦PUJ¡WINNYCHGALAKTYKACH?TOTYLKOPRZYKªADOWE

PYTANIA.DU»ACZ¦±¢NIEPEWNO±CIWODPOWIEDZIACH

NANIEWYNIKAZBRAKUPRECYZYJNEJDEFINICJI,CZYM

JESTPASGOULDA.COGORSZA,JEGOWªASNO±CIMOG¡

BY¢DOSTATECZNIEDOKªADNIEOBSERWOWANEWªA±CIWIE

TYLKOZJEGOWN¦TRZA.NIEMATE»PEWNO±CI,CZYS¡ONE

KONIECZNYMIKONSEKWENCJAMIHIPOTETYCZNYCHPROCESÓW

PROWADZ¡CYCHDOPOWSTANIATAKICHSTRUKTUR.WIEDZA

ONICHZNACZNIEZWI¦KSZYªABYSI¦,GDYBYDAªOSI¦JE

ZNALE¹¢WINNYCHGALAKTYKACH.TAKIMKANDYDATEM

NAŸPASGOULDA"WYDAJESI¦BY¢STRUKTURAZNAJDUJ¡CA

SI¦WGALAKTYCEM83,ODLEGªEJODNASO3,7MPC(PATRZ

OKªADKA).ZAPEWNENASZPASGOULDAWYGL¡DAªBY

PODOBNIE,GDYBY±MYMIELISZANS¦OBSERWOWA¢GOSPOZA

JEGOGRANIC.

MASA

OSZACOWANIEMASYPASAMO»NAWYKONA¢,PRZYJMUJ¡C,

»ESKªADASI¦ONZGWIAZDB4(OMASIE6MASSªO«CA)

IGOR¦TSZYCH(MASYWNIEJSZYCH).DOPASAZALICZASI¦

PONAD400GWIAZD.MNIEJLUBBARDZIEJDROBIAZGOWE

OBLICZENIADAJ¡JAKOMAS¦GWIAZDPASAGOULDALICZB¦

5 10 4 MASSªO«CA.ALEGALAKTYKASKªADASI¦NIETYLKO

ZGWIAZD,LECZIZMATERIIMI¦DZYGWIAZDOWEJ.MAS¦JEJ

GªÓWNEGOSKªADNIKA,CHªODNEGOGAZUZAWARTEGOWPASIE

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: