आकाशगंगाएँ डिस्क के आकार की क्यों होती हैं?

Question

मैं हमेशा तस्वीरों में "डिस्क" आकार में आकाशगंगाओं को देखता हूं। यह ऐसा है, जैसे एक विमान में एक घूर्णी गति होती है और सिस्टम को पुल-इन गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा संतुलित किया जाता है जो तारों को आकाशगंगा से बाहर छलांग लगाने से रोकता है। इसके पीछे भौतिक कारण क्या है? मैंने कभी डिस्क शेप में स्टार नहीं देखा। एक सितारा कुछ भी नहीं है, लेकिन आकाशगंगाओं की तरह एक धुरी पर घूमने वाला एक बहुत छोटा गैर-ठोस द्रव्यमान है। क्या साइज़ अहम है? क्या फर्क पड़ता है? डिस्क आकार के बजाय गोलाकार आकार में एक विशिष्ट आकाशगंगा क्यों नहीं बनती है?

Comments

कृपया ध्यान दें कि भले ही तारे और आकाशगंगाएं ठोस न हों, एक बड़ा भारी अंतर होता है: तारा दबाव के साथ प्लाज्मा का एक कॉम्पैक्ट पिंड है, जबकि आकाशगंगा कुछ बादलों और बहुत छोटे सितारों के साथ बहुत विरल परमाणुओं का एक बड़ा शून्य है, इसलिए यह कॉम्पैक्ट जैसा कुछ नहीं है।

— एनविट करें

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— रॉब जेफ्रीज़

Answer 1

सर्पिल आकाशगंगाओं को शायद सबसे अधिक चित्रित किया जा सकता है क्योंकि हम खुद को एक में पाते हैं, हालांकि, आकाशगंगाएं कई आकारों और आकारों में आती हैं। गैलेक्सी मॉर्फोलॉजिकल वर्गीकरण पर विकिपीडिया का पृष्ठ सबसे आम वर्गीकरणों की व्याख्या करता है।

शीर्षक पर प्रश्न का उत्तर दे रहा है:

$\vec{L} =m\vec{v}\times\vec{r}$$v$$L$$r$

फीनिक्स विभाग के भौतिकी विश्वविद्यालय के एक लेख से निकाला गया

Comments

मैं तर्क देता हूं कि एक झटके का भी उल्लेख है जो विमान के लिए लंबवत गैस की गति को रद्द करता है; कोणीय संवेग का संरक्षण केवल आकाशगंगाओं की व्याख्या नहीं करता है क्योंकि अण्डाकार आकाशगंगाएँ भी कोणीय गति का संरक्षण करती हैं।

— क्रिस

@ मैं सहमत हूं, यह सवाल का जवाब नहीं देता है। गैस और विघटनकारी प्रक्रियाओं की उपस्थिति अनिवार्य है। कई अण्डाकार आकाशगंगाएँ घूमती हैं।

— रोब जेफ्रीज

इस भौतिकी

— kubanczyk

Answer 2

आकाशगंगा का द्रव्यमान (ज्यादातर डार्क मैटर के रूप में) मोटे तौर पर गोलाकार बूँद में होता है। इसलिए यदि आप द्रव्यमान को देखते हैं, तो आकाशगंगा डिस्क नहीं है, यह एक गोलाकार है। लेकिन डार्क मैटर अदृश्य है, और हम जो देख सकते हैं (सितारे, गैस आदि) एक डिस्क में है।

डार्क मैटर और सामान्य पदार्थ के अलग-अलग व्यवहार करने का कारण यह है कि जब गैस बहती है तो "घर्षण" होता है (डार्क मैटर स्वयं या सामान्य पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है)। यह गैस को गर्म करने का कारण बनता है, और उस ऊष्मा ऊर्जा को तब जारी किया जाता है (जैसे कि इन्फ्रा-रेड, लाइट वगैरह) इसका मतलब है कि समय के साथ आकाशगंगा में गैस निम्न स्तर तक गिर जाएगी। हालाँकि गैस में कोणीय गति भी होती है (यह घूमती है), और कोणीय गति को संरक्षित किया जाना चाहिए (इसे ऊर्जा की तरह विकीर्ण नहीं किया जा सकता है)। तो गैस एक कम ऊर्जा विन्यास में गिरने की कोशिश करेगी जो कोणीय गति बनाए रख सकती है। आकार जो इसे प्राप्त करता है वह एक डिस्क है।

कोई भी गैस बादल जो डिस्क के विमान में परिक्रमा नहीं कर रहा है, वह उसे मार देगा, और समय के साथ उन्हें उसी डिस्क में खींच लिया जाएगा।

गैस बादल सितारों का उत्पादन करते हैं, और इसलिए अधिकांश सितारे भी डिस्क के विमान में होंगे। गोलाकार समूहों में तारों के बहुत पुराने समूह हालांकि डिस्क के चारों ओर एक गोलाकार पैटर्न में पाए जा सकते हैं।

इसलिए आकाशगंगाएँ डिस्क आकृतियाँ बनाती हैं क्योंकि गैस जो तारे बनाती है एक डिस्क आकार में आती है।

हालांकि, सभी आकाशगंगाएं डिस्क नहीं हैं। जब डिस्क के आकार की आकाशगंगाएं टकराती हैं, तो यह तारों की कक्षाओं को परेशान कर सकती है, और आपको एक आकाशगंगा मिलती है जो "बूँद" आकार की होती है, इन्हें अण्डाकार आकाशगंगाएँ कहा जाता है, और ये बहुत ही सामान्य हैं। छोटी आकाशगंगाओं में भी अक्सर डिस्क की संरचना नहीं होती है। इन्हें अनियमित आकाशगंगा कहा जाता है।

Answer 3

आकाशगंगाएं डिस्क के आकार की हैं क्योंकि वे गैस से समृद्ध और गतिशील रूप से युवा हैं। सितारे भी गैस से भरपूर होते हैं लेकिन वे गतिशील रूप से पुराने होते हैं इसलिए उनके पास अपनी डिस्क से छुटकारा पाने का समय होता है। युवा प्रोटोस्टार (जो गतिशील रूप से युवा हैं) प्रोटो-स्टेलर डिस्क से घिरे हैं। कई युवा गैस समृद्ध वस्तुओं को डिस्क के आकार का होने का कारण यह है कि परिपत्र कक्षाओं को बिना कक्षा पार किए संगत किया जाता है, इसलिए कोई झटका नहीं होता है। कुछ अर्थों में, कई युवा खगोलीय पिंड डिस्क के आकार के होते हैं क्योंकि उनमें (एड) गैस होती है जो गैर-परिपत्र गति को दूर कर सकती है।

लेकिन एक डिस्क किसी गुरुत्वाकर्षण प्रणाली की सबसे अधिक संभावना वाली स्थिति नहीं है: दिया गया समय, तड़का, अस्थिरता या चिपचिपा प्रक्रियाएं यह एक अधिक संभावित कॉम्पैक्ट स्थिति की ओर बढ़ेगा, जहां द्रव्यमान अंदर की ओर बहता है और कोणीय गति से बाहर निकलता है। यही कारण है कि प्रोटो-स्टेलर डिस्क सितारे बन जाते हैं। दूसरी ओर आकाशगंगाओं के पास खुद को विशालकाय ब्लैक होल में बदलने का समय नहीं है, या उन्हें अपने पर्यावरण के साथ छेड़छाड़ करने का मौका नहीं दिया गया है।

जब दो गैस खराब डिस्क आकाशगंगाएं टकराती हैं तो वे एक अण्डाकार पैदा करती हैं जो डिस्क की तरह नहीं होती है। जब दो गैस समृद्ध डिस्क आकाशगंगाएं टकराती हैं तो वे एक उभार के साथ आकाशगंगा जैसी डिस्क का निर्माण करती हैं।

अपडेट करें

इसके बारे में सोचने का एक और तरीका कुल ऊर्जा के लिए कोणीय गति के अनुपात पर विचार करना है। झटके के माध्यम से, यदि गैस मौजूद है, तो सिस्टम अपनी कुछ ऊर्जा को बाहर निकाल सकता है, ताकि यह अनुपात बड़ा हो जाए। एक उच्च अनुपात आमतौर पर डिस्क जैसी प्रणाली के अनुरूप होगा।

Comments

यह सही नहीं है। जब तक किसी बड़े विलय से गड़बड़ी नहीं होती, डिस्क आकाशगंगाएँ अस्त-व्यस्त रहती हैं। आपके पास आसानी से डिस्क आकाशगंगाएं हो सकती हैं जो 10 गीयर पुरानी हैं, जबकि तारे 10 कीर के समय के तराजू पर बने होते हैं, अर्थात 1 गुना तेजी से।

— पेला

@pela इसलिए सितारे गतिशील रूप से पुराने हैं। क्या सही नहीं है?

— क्रिस

ठीक है, शायद मैं आपके शब्द "गतिशील रूप से पुराने" को गलत समझ रहा हूं। यदि आपका मतलब है "इतनी ऊर्जा नष्ट करने का समय आ गया है कि यह एक गोलाकार वस्तु के रूप में ढह गई है", तो आप निश्चित रूप से सही हैं (परिभाषा के अनुसार)। लेकिन डिस्क आकाशगंगाएँ अपनी ऊर्जा को दूर नहीं छोड़ती हैं और गोलाकार हो जाती हैं (जब तक कि शायद आप 1e14 yr का इंतजार न करें जब सभी तारे मर चुके हों। लेकिन शायद यह आपकी बात थी?)। विलय डिस्क आकाशगंगाओं को गोलाकार बना सकते हैं, लेकिन आप अभी भी एक डिस्क का उत्पादन करने के लिए दो डिस्क विलय कर सकते हैं।

— पेला

Answer 4

यह सब के बारे में है कि क्या गैस (या जो भी अन्य गतिशील वस्तु) ढहते समय प्रभावी ढंग से ठंडा हो सकती है। यदि यह हो सकता है, तो आपको औसत कोणीय गति के लिए एक डिस्क उन्मुख लंबवत मिलता है, जबकि यदि यह नहीं हो सकता है, तो आपको एक गोलाकार वस्तु मिल सकती है।

डिस्क: सर्पिल मंदाकिनियाँ, ब्लैक होल अभिवृद्धि डिस्क, प्रोटोस्टेलर डिस्क

गोले: तारे (शीतलन विकिरण को अपारदर्शी होने के लिए पर्याप्त), तारा समूह और अण्डाकार आकाशगंगाएं (तारे अधिकतर टकराते नहीं हैं, इसलिए ये शांत नहीं हो सकते हैं), आकाशगंगा समूहों में गैस (इतना कम घनत्व कि परमाणु अक्सर टकराएं) प्रभावी ढंग से शांत)

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क्यों बिल्ली को नीचे गिरा दिया गया था?

— रोब जैफ्रीज़

मैंने कहा होगा कि गुरुत्वाकर्षण के पतन का विरोध करने वाली शक्तियों के कारण तारे / ग्रह एक गोलाकार आकार ग्रहण करते हैं। यह संभव है कि उपरोक्त पोस्ट एक ही बात कहने का एक चतुर भौतिकी-वाई तरीका है, लेकिन मुझे यह जानने के लिए भौतिक विज्ञानी के लिए पर्याप्त नहीं है। यह संभव है कि डाउनवोटर्स के समान विचार थे।

— ingolifs

दरअसल, दबाव गुरुत्वाकर्षण का प्रतिरोध करता है। शीतलन दबाव को दूर करता है, केन्द्रापसारक समर्थन को केवल शेष समर्थन के रूप में छोड़ देता है, जो एक गोले के बजाय एक डिस्क देता है

— मोर्दकै-मार्क मैक कम

यह उत्तर उत्कृष्ट और संक्षिप्त है! मैं वास्तव में नीचे नहीं मिलता है। यदि यह बहुत भौतिकी-वाई है, तो वे स्पष्टीकरण मांग सकते हैं। इसके अलावा, आपका स्वागत है मोर्दकै! मुझे वास्तव में उम्मीद है कि यह आपका अंतिम उत्तर नहीं है :)

— पेला