
<< 4.2 Dinamika vozmushenii ... | Oglavlenie | 4.4 Dissipativnye effekty >>
- 4.3.1 Uslovie gravitacionnoi ustoichivosti gazovoi podsistemy Galaktiki
- 4.3.2 Mozhet li uslovie gravitacionnoi ustoichivosti dat' recept ocenki poverhnostnoi plotnosti gazovyh podsistem galaktik
?
- 4.3.3 Uslovie gravitacionnoi ustoichivosti neizentropicheskogo diska
- 4.3.4 Gradientno-entropiinaya neustoichivost'
- 4.3.5 Vozbuzhdenie voln Rossbi
4.3 Neustoichivosti gazovogo gravitiruyushego diska
Ves'ma umestno zdes' napomnit' o razd. 2.3, v kotorom na kachestvennom urovne obsuzhdaetsya mehanizm gravitacionnoi neustoichivosti gazovogo diska.
4.3.1 Uslovie gravitacionnoi ustoichivosti gazovoi podsistemy Galaktiki
Dinamiku malyh vozmushenii v izentropicheskoi modeli
opredelyaet dispersionnoe uravnenie (4.2.31), kotoroe mozhno
zapisat' v vide
Dlya stabilizacii gazovogo diska otnositel'no osesimmetrichnyh (




Vychislyaya velichinu


dlya lyubyh ne vozrastayushih s rostom radial'noi koordinaty funkcii





Vychislim snachala velichinu , neobhodimuyu dlya
stabilizacii neosesimmetrichnyh vozmushenii v modeli diska s
. V etom sluchae svobodnyi chlen v
(4.2.31) obrashaetsya v nul' i dispersionnoe uravnenie stanovitsya kvadratnym
po
, prichem lineinyi po
chlen otsutstvuet. Granica
ustoichivosti dlya diska, opisyvaemogo takim dispersionnym
uravneniem, opredelyaetsya iz uslovii
i
(
v minimume dispersionnoi krivoi). Vypolnenie etih
uslovii oznachaet, chto dlya ustoichivosti vozmushenii s fiksirovannym
neobhodimo

Otsyuda vidno, chto dlya ubyvayushih



Pereidem teper' k polucheniyu usloviya ustoichivosti v modelyah
bez opredelennoi svyazi i
. Ochevidno, chto v etom sluchae
granica ustoichivosti dolzhna opredelyat'sya iz sovokupnosti uslovii
,
(sm. p. 2.4.3). Vychisleniya provodim v
glavnom poryadke po parametru



a iz usloviya


Rezul'tat (4.3.8) oznachaet, chto marginal'no ustoichivye vozmusheniya v gazovom diske s rostom stepeni ih neosesimmetrichnosti stanovyatsya vse bolee dlinnovolnovymi. Dlya stabilizacii takih vozmushenii soglasno (4.3.7) neobhodima bol'shaya dispersiya skorostei sostavlyayushih gazovyi disk ob'ektov (oblakov), chem dlya stabilizacii osesimmetrichnyh vozmushenii. Poetomu estestvenno postavit' vopros o vozmozhnosti prakticheskogo primeneniya kriteriya ustoichivosti (4.3.7).
Esli ogranichit'sya tol'ko osesimmetrichnymi ()
vozmusheniyami, to dlya ustoichivosti gazovogo diska neobhodimo
vypolnenie neravenstva
. Ocenivaya etu
velichinu v solnechnoi okrestnosti galakticheskogo diska (
-- [70]), poluchaem
km/s.
Sledovatel'no, minimal'no neobhodimaya dlya ustoichivosti gazovogo diska
Galaktiki velichina odnomernoi dispersii skorostei gazovyh oblakov
km/s (v modeli gazovogo diska, izotermicheskogo poperek
ego ploskosti, odnomernaya dispersiya skorostei gazovyh oblakov
ravna izotermicheskoi skorosti zvuka
, a trehmernaya dispersiya skorostei oblakov
). Poluchennaya ocenka
sushestvenno men'she nablyudaemoi
km/s
(sm. p. 1.2.2).
S rostom stepeni neosesimmetrichnosti vozmushenii neobhodimaya
dlya podavleniya ih neustoichivosti dispersiya skorostei gazovyh
oblakov rastet [sm. (4.3.7)]. Analiz, analogichnyi provedennomu v
p. 2.4.4 dlya zvezdnogo diska, pokazyvaet, chto sootnoshenie (4.3.7) v
predele
mozhet byt' ispol'zovano dlya
ocenki verhnei granicy neobhodimoi dlya ustoichivosti gazovogo diska velichiny
:






4.3.2 Mozhet li uslovie gravitacionnoi ustoichivosti dat' recept ocenki poverhnostnoi plotnosti gazovyh podsistem galaktik?
Kak uzhe otmechalos' vyshe, marginal'no ustoichivyi po otnosheniyu k osesimmetrichnym vozmusheniyam gazovyi disk Galaktiki imel by primerno vdvoe men'shuyu nablyudaemoi dispersiyu skorostei gazovyh oblakov. Takoi zhe vyvod v primenenii k gazovym podsistemam ryada drugih galaktik byl poluchen Kvirkom [331]. V to zhe vremya ocenka verhnei granicy neobhodimoi dlya ustoichivosti gazovogo diska otnositel'no neosesimmetrichnyh vozmushenii velichiny dispersii skorostei gazovyh oblakov okazalas' blizka k nablyudaemoi v okolosolnechnoi okrestnosti Galaktiki. Etot rezul'tat pozvolyaet nadeyat'sya na to, chto gazovye diski galaktik, kak pravilo, marginal'no ustoichivy.
Odnako pryamaya proverka etoi gipotezy zatrudnena, poskol'ku v
gazovyh podsistemah galaktik dostatochno nadezhno nablyudaetsya lish'
atomarnyi vodorod, a vklad v poverhnostnuyu plotnost' diska
molekulyarnogo vodoroda i geliya trudno opredelim. V to zhe vremya
dispersiya skorostei gazovyh oblakov v diskah galaktik slabo
menyaetsya vdol' radial'noi koordinaty (za isklyucheniem samyh
vnutrennih oblastei) i prakticheski ne zavisit ot tipa i massy
galaktiki [86,88]. Poetomu estestvenno popytat'sya proverit'
gipotezu o marginal'noi ustoichivosti gazovyh podsistem galaktik,
obrativ ocenku neobhodimoi dlya ustoichivosti gazovogo diska
velichiny , a imenno sootnoshenie (4.3.9)
zapisat' v vide
. Takoi
podhod (predlozhennyi v rabote [332]) v sluchae uspeshnoi proverki v
teh chastyah galaktik, gde dolya molekulyarnogo vodoroda prenebrezhimo
mala, mog by dat' recept ocenki verhnei granicy poverhnostnoi
plotnosti (i, sledovatel'no, obshei massy) gazovyh podsistem
ploskih galaktik.
Dlya polucheniya prosteishei realizacii etoi idei zametim, chto
popravka
v (4.3.9) [obuslovlennaya chlenom
v dispersionnom uravnenii (4.2.31)]
okazyvaetsya men'she ili poryadka
i poetomu v pervom priblizhenii eyu sleduet
prenebrech'.
Togda s uchetom
togo, chto
pri
, poluchaem iz (4.3.4)
![]() |
Ris. 4.1. Sopostavleniya nablyudaemoi |
Pervye ocenki velichiny v ryade galaktik byli provedeny v
rabote [332] na dostatochno bol'shom rasstoyanii ot centra diska
(ravnom fotometricheskomu radiusu
), gde dolya trudno
nablyudaemogo molekulyarnogo vodoroda, kak pravilo, mala.
Pri ocenkah prinimalos', chto
km/s. Skorosti
vrasheniya diska schitalis' postoyannymi (
), za isklyucheniem
sluchaya, gde eto yavno ne vypolnyaetsya:
(M81). Rezul'taty
sravneniya nablyudaemoi
i ocenki
privedeny na
ris. 4.1. Vidno, chto dlya bol'shinstva galaktik v sootvetstvii s ocenkoi
(4.3.10) nablyudaemaya plotnost' gaza
, a takie
galaktiki, kak M31 i NGC 2403, po-vidimomu, obladayut zametnym zapasom
gravitacionnoi ustoichivosti gazovogo diska.
Bolee podrobnyi sravnitel'nyi analiz nablyudaemyh
raspredelenii i ocenok
po nablyudaemym
na vyborke iz 19 galaktik (vklyuchaya i SB-sistemy) byl proveden Zasovym
i Simakovym [334]. V ramkah ispol'zuemogo diapazona znachenii
km/s [335,336] u poloviny galaktik iz etoi vyborki
okazalos'
. U drugoi poloviny (i v tom chisle
u vseh SB-sistem) --
. Pri etom vo vnutrennih
oblastyah galaktik (v predelah neskol'kih kiloparsek ot ih centra) v
bol'shinstve sluchaev
. Etot effekt mozhno ob'yasnit' [334]
dopolnitel'nym stimulirovaniem zvezdoobrazovaniya v bolee
intensivnyh, chem vo vneshnih chastyah diska, spiral'nyh volnah
plotnosti.
Otmetim eshe odno dovol'no neozhidannoe prilozhenie ocenki
(4.3.10) [337]. Eta ocenka nalagaet ogranicheniya na plotnost'
gazovogo diska galaktiki i, sledovatel'no, ego massu, ocenki
kotoryh zavisyat ot prinyatogo do rassmatrivaemoi galaktiki
rasstoyaniya. Tem samym poyavlyaetsya vozmozhnost' polucheniya informacii
o rasstoyanii do galaktiki, minuya izvestnuyu problemu vybora shkaly
rasstoyanii. Deistvitel'no, iz (4.3.10) sleduet ogranichenie na
massu gaza v predelah vybrannogo znacheniya



gde







gde




Rezul'taty sravneniya predel'noi ocenki













![]() |
Ris. 4.2. Sopostavlenie nablyudaemyh po krasnomu
smesheniyu ( |
Takim obrazom, izlozhennyi vyshe metod mozhet byt' ispol'zovan ne tol'ko dlya ogranicheniya ocenok rasstoyanii do individual'nyh galaktik, no i dlya utochneniya shkaly vnegalakticheskih rasstoyanii.
4.3.3 Uslovie gravitacionnoi ustoichivosti neizentropicheskogo diska
Vyshe (pp. 4.2.2, 4.3.1) bylo vyvedeno dispersionnoe uravnenie,
opisyvayushee svoistva neosesimmetrichnyh vozmushenii v modeli
izentropicheskogo gazovogo diska, i polucheno uslovie ego
gravitacionnoi ustoichivosti. Takaya model' v pepvom ppiblizhenii horosho
opisyvaet sostoyanie gazovoi podsistemy Galaktiki v oblasti
kpk, no zavedomo ne yavlyaetsya universal'noi. Poetomu v dannom
razdele my poluchim dispersionnoe uravnenie, opisyvayushee svoistva
vozmushenii v modeli gazovogo diska s proizvol'nymi raspredeleniyami
,
,
, ne ogranichivayas' usloviem izentropichnosti
(4.2.23), i issleduem vopros o gravitacionnoi ustoichivosti takoi
modeli [325].
Ispol'zuya poluchennoe v p. 4.2.2 uslovie primenimosti VKB-priblizheniya
k neosesimmetrichnym vozmusheniyam v gazovom diske
(4.2.28), privedem sistemu (4.2.21), (4.2.22) k vidu

gde






Netrudno videt', chto v predele izentropicheskogo diska
[sm. (4.2.23)] (4.3.15) perehodit v dispersionnoe
uravnenie (4.2.31).
Dlya ppilozhenii udobno pepeiti ot velichiny davleniya k tempepatupe
(
) ili skoposti zvuka (
).
V otlichie ot upomyanutogo predela izentropicheskogo
diska v obshem sluchae sostoyanie diska opisyvaet eshe odin parametr
gde



![]() |
Ris. 4.3. Vetvi kolebanii gravitiruyushego gazovogo diska v modeli s
|
Yasno, chto ocenka neobhodimoi dlya gravitacionnoi ustoichivosti
gazovogo diska velichiny [sm. (4.3.9)] dolzhna zaviset' ot
parametra
. Poetomu estestvenno postavit' vopros: pri kakom
znachenii
velichina
budet minimal'noi? Etot vopros,
ochevidno, analogichen obsuzhdavsheisya v p. 2.4.6 probleme velichiny
gradienta dispersii radial'nyh skorostei zvezd v diskah galaktik.
I esli v rezul'tate resheniya postavlennoi zadachi okazhetsya, chto
velichina
minimal'na pri
zametno men'shem, chem
, to tem samym stanet ponyatnym upominavshiisya vyshe
nablyudatel'nyi fakt -- ves'ma medlennoe ubyvanie
k
periferii diska. V svyazi s etim zametim, chto energiya gaza,
vrashayushegosya v zadannom gravitacionnom pole galaktiki, tem men'she,
chem men'she dispersiya skorostei gazovyh oblakov. Esli nablyudaemoe
znachenie
budet sovpadat' s tem, pri kotorom neobhodimaya dlya
ustoichivosti diska velichina
minimal'na, to eto budet
oznachat', chto stacionarnye raspredeleniya parametrov gazovoi
podsistemy soglasovany takim obrazom, chtoby energiya gazovogo diska
imela minimal'noe znachenie, sovmestimoe s usloviem ego
gravitacionnoi ustoichivosti.
Uravnenie (4.3.15) opisyvaet chetyre vetvi kolebanii gazovogo
diska. Dve iz nih -- gravitacionnye (sm. vetvi I, IV na ris. 4.3);
eshe odna, obladayushaya svoistvami voln Rossbi (sm. p. 4.2.3) --
gradientnaya (vetv' III na ris. 4.3). Nakonec, poslednyaya (vetv' II
na ris. 4.3) -- tozhe gradientnaya, no v otlichie ot vetvi III ee
chastota
v modeli izentropicheskogo diska. Poetomu
vetv' II estestvenno nazyvat' "entropiinoi". Gradientnaya i entropiinaya
vetvi kolebanii yavlyayutsya nizkochastotnymi (
) pri lyubyh dlinah voln vozmushenii. Dlya vozmushenii s dlinami voln,
opredelyaemymi sootnosheniem
, pri
nizkochastotnymi yavlyayutsya i gravitacionnye vetvi:
. Eto, estestvenno,
privodit k vzaimovliyaniyu gravitacionnyh i
gradientnyh vetvei v ukazannoi oblasti dlin voln i, sledovatel'no,
k gravitacionno-gradientnoi neustoichivosti gazovogo diska pri
i (sr. so zvezdnym diskom -- p. 2.2.4).
Hizhe dlya ocenok ogpanichimsya sluchaem
.
Chislennye raschety pokazali [325], chto v modeli s
pri
svyaz' mezhdu gravitacionnoi (IV) i gradientnoi
vetvyami sil'nei, chem mezhdu gravitacionnoi (I) i entropiinoi, i
neustoichivost', obuslovlennaya etoi svyaz'yu, ischezaet pri bol'shih
znacheniyah velichiny
. Esli zhe
, to pri bol'shih znacheniyah
ischezaet neustoichivost', obuslovlennaya svyaz'yu entropiinoi i
gravitacionnoi (I) vetvyami. Ukazannyi perehod, opredelyayushii granicu
ustoichivosti svyazi ot pary vetvei (III - IV) pri
k pare
(I - II) pri
, privodit k poyavleniyu minimuma v
funkcional'noi zavisimosti neobhodimoi dlya ustoichivosti gazovogo
diska velichiny
pri
.
Provedem teper' priblizhennoe vychislenie velichin i
(poslednei -- kak ocenki verhnei granicy neobhodimoi
dlya ustoichivosti gazovogo diska velichiny
v ukazannom v p. 4.3.1
smysle) neposredstvenno iz dispersionnogo uravneniya (4.3.15),
kotoroe zapishem v vide
Iz privedennyh vyshe rassuzhdenii sleduet, chto pri i
imeet mesto kasanie vetvei I i II v nekotoroi
tochke
i kasanie vetvei III i IV v drugoi tochke
v ploskosti
. Tochki kasaniya
yavlyayutsya sedlovymi pereval'nymi tochkami funkcii
) i, sledovatel'no, v nih dolzhny vypolnyat'sya usloviya
Resheniem etoi sistemy budut iskomye












V priblizhenii slaboneodnorodnogo diska () resheniya ishem v
vide
;
, gde
,
-- malye velichiny. Togda iz (4.3.19), (4.3.20) poluchaem
Podstavlyaya zatem eti rezul'taty v (4.3.21), vidim, chto mezhdu koefficientami (4.3.18) v tochkah kasaniya vetvei dolzhny vypolnyat'sya sleduyushie sootnosheniya:
ispol'zuya kotorye poluchaem iskomyi rezul'tat:
gde

Rassmotrim poluchennye rezul'taty s tochki zreniya ih
prilozhenii. Tak, v solnechnoi okrestnosti Galaktiki
;
, i, sledovatel'no,
prakticheski ne otlichaetsya ot opredelyaemoi
sootnosheniem (4.3.9) velichiny
(deistvitel'no,
. No predskazyvaemaya
sootnosheniem (4.3.28)
i pri
i
velichina
, chto ne soglasuetsya s nablyudaemoi v
Galaktike (
).
Esli ppinyat' vo vnimanie
, to pashozhdenie usilitsya.
Takim obrazom, po
neob'yasnimym v ramkah teorii gravitacionnoi ustoichivosti gazovogo
diska prichinam nablyudaemyi v Galaktike otnositel'nyi gradient
dispersii skorostei gazovyh oblakov
okazyvaetsya men'she
togo, pri kotorom neobhodimaya dlya ustoichivosti etoi podsistemy
velichina
minimal'na. Dlya opredeleniya prichiny etogo rashozhdeniya
issleduem otdel'no svoistva gradientnoi i entropiinoi vetvei
kolebanii gazovogo diska.
4.3.4 Gradientno-entropiinaya neustoichivost'
Kak bylo otmecheno v predydushem razdele, entropiinaya (II) i
gradientnaya (III) vetvi kolebanii gazovogo diska pri lyubyh dlinah
voln vozmushenii yavlyayutsya nizkochastotnymi (
-- sm. ris. 4.3). V to zhe vremya
gravitacionnye vozmusheniya (I,IV) za predelami uzkoi zony volnovyh chisel s
harakterizuyutsya chastotami poryadka epiciklicheskoi chastoty.
Poetomu za predelami ukazannoi zony gradientnye i entropiinye
vozmusheniya mozhno opisyvat' uproshennym (kvadratnym po
)
dispersionnym uravneniem, kotoroe mozhet byt' polucheno iz (4.3.15)
otbrasyvaniem malogo -- chetvertoi stepeni po
(i,
sledovatel'no, chetvertoi stepeni po gradientam nevozmushennyh
parametrov diska) chlena. Poskol'ku rezul'taty, kotorye budut
polucheny iz takogo dispersionnogo uravneniya, mogut predstavit'
interes i dlya ponimaniya prirody turbulentnoi vyazkosti v dostatochno
tolstyh akkrecionnyh diskah, zapishem eto uravnenie s uchetom konechnoi
tolshiny diska. Uchet etogo faktora provedem zdes' po analogii so
zvezdnym diskom (sm. p. 2.2.3), zameniv velichinu
na
, gde
-- effektivnaya polutolshina gazovogo
diska. V itoge poluchim [325]

![]() |
(4.3.30) |
gde



![]() |
Ris. 4.4. Oblast' gradientno-entropiinoi neustoichivosti
(zashtrihovana) v
ploskosti ( |
V kachestve primera na ris. 4.4 izobrazhena oblast' GE-neustoichivosti
v ploskosti (). Vidno, chto bol'shaya chast' oblasti
GE-neustoichivosti lezhit v oblasti volnovyh chisel
, gde
-- polozhitel'nyi koren' uravneniya
(v predele
velichina
). Otmetim osnovnye otlichitel'nye svoistva
GE-neustoichivosti. Vo-pervyh, soglasno (4.3.30) neustoichivymi mogut byt'
tol'ko neosesimmetrichnye (
) vozmusheniya. Vo-vtoryh,
GE-neustoichivost' mozhet razvivat'sya i v tverdotel'no vrashayushemsya
diske (
) i zavedomo ischezaet lish' v tom sluchae, esli
(etot sluchai sootvetstvuet izentropicheskomu disku, v
kotorom velichina
ostaetsya postoyannoi
vdol' radial'noi koordinaty). I, nakonec, v-tret'ih, iz (4.3.31) sleduet,
chto GE-neustoichivost' mozhet razvivat'sya v skol' ugodno "goryachem" (v
predele -- nesamogravitiruyushem) gazovom diske.
Poslednee obstoyatel'stvo oznachaet, chto GE-neustoichivost'
mozhet proyavlyat'sya i v nesamogravitiruyushih sistemah i,
sledovatel'no, ee priroda mozhet byt' ponyata v ramkah teorii
kollektivnyh processov v neodnorodnoi gazovoi srede.
Deistvitel'no, v predele nesamogravitiruyushei (
)
nevrashayusheisya (
) sredy iz (4.3.30) poluchaem
i pri
![]() |
(4.3.34b) |
Chtoby ponyat' fizicheskii smysl etih ogranichenii, vyrazim radial'nye gradienty ravnovesnyh entropii i davleniya cherez radial'nyi gradient plotnosti:
Iz (4.3.35a) vidno, chto uslovie neustoichivosti (4.3.34a) v tochnosti sootvetstvuet usloviyu vozniknoveniya konvekcii v neodnorodnoi srede -- dlya etogo gradienty ravnovesnyh entropii i plotnosti sredy dolzhny imet' odinakovyi znak [327]. S drugoi storony, iz sootnosheniya (4.3.35b) sleduet, chto uslovie neustoichivosti (4.3.34b) vypolnyaetsya, esli gradienty ravnovesnyh davleniya i plotnosti imeyut raznye znaki. V etom sluchae, kak izvestno, v neodnorodnoi srede dolzhna razvivat'sya neustoichivost' Releya-Teilora.
Privedennye vyshe rassuzhdeniya ob'yasnyayut asimptoticheskoe
povedenie granic oblasti GE-neustoichivosti na ris. 4.4 v predele
. Iskazheniya zhe granicy oblasti neustoichivosti na
etom risunke dlya dlinnovolnovyh vozmushenii (
) obuslovleny,
ochevidno, vliyaniem samogravitacii i vrasheniya.
V izentropicheskoi modeli gazovogo diska gradientnye i entropiinye
vozmusheniya okazyvayutsya ustoichivymi. Poetomu estestvenno
predpolozhit', chto lokal'nye znacheniya velichin dispersii skorostei
gazovyh oblakov i poverhnostnoi plotnosti gazovyh podsistem
galaktik (po krainei mere na ih periferii) v sootvetstvii s
soderzhaniem p. 4.3.1 opredelyayutsya, kak pravilo, usloviem
gravitacionnoi ustoichivosti diska, a otnoshenie ih gradientov --
usloviem ustoichivosti gradientnyh i entropiinyh vozmushenii. V etom
sluchae dolzhno byt'
. Po-vidimomu,
imenno po etoi prichine pri obsuzhdenii dannyh nablyudenii po velichine
dispersii skorostei gazovyh oblakov (i ne tol'ko v Galaktike) chasto polagayut
const po vsemu disku [87,88,332,334].
4.3.5 Vozbuzhdenie voln Rossbi
Vyshe (p. 4.2.3) byla postavlena problema vyyavleniya mehanizma
vozbuzhdeniya voln tipa Rossbi (4.2.38) v gazovyh podsistemah
galaktik. Estestvenno popytat'sya naiti mehanizm v ramkah
gradientno-entropiinoi neustoichivosti [338]. Netrudno videt', chto
pri vypolnenii usloviya raskachki GE-neustoichivosti (4.3.31) v
neizentropicheskom (
) diske dispersionnye svoistva
rassmatrivaemogo tipa vozmushenii neskol'ko otlichayutsya ot
opisyvaemyh uravneniem (4.2.38), spravedlivym tol'ko v
izentropicheskom sluchae. Etot faktor, odnako, ne okazyvaet vliyaniya
na sushestvo problemy. Opredelyayushim zhe okazyvaetsya sleduyushee
obstoyatel'stvo. Nelineinaya evolyuciya GE-neustoichivosti mozhet
privesti k obrazovaniyu v diskah krupnomasshtabnoi vihrevoi
struktury. Vozmozhno, podobnye struktury nablyudayutsya v galaktikah
NGC 157, 2814, 3788 kak lokalizovannye po azimutu anomalii krivyh
vrasheniya (ris. 4.5). Eti anomalii mozhno interpretirovat' kak
krupnomasshtabnye vihrevye obrazovaniya na periferii galaktik,
sobstvennye vrasheniya kotoryh mogut sovpadat' (ciklon) ili byt'
protivopolozhnymi (anticiklon) vrasheniyu diska galaktiki. Centr
vihrya, raspolozhennyi na rasstoyanii
ot centra, dreifuet v diske
protiv potoka gaza. Nablyudaemye struktury harakterizuyutsya
masshtabami, zametno prevyshayushimi velichinu dzhinsovskogo masshtaba v
ih gazovyh podsistemah. Izuchennaya zhe vyshe GE-neustoichivost' po
krainei mere po parametram gazovogo diska Galaktiki v okrestnosti
Solnca mozhet vozbuzhdat'sya tol'ko v masshtabah men'she dzhinsovskogo
(sm. ris. 4.4.). Poetomu yasno, chto sleduet iskat' takuyu oblast'
parametrov gazovogo diska, v kotoroi raskachka GE-neustoichivosti
imela by mesto i na masshtabah bol'she dzhinsovskogo.
![]() |
Ris. 4.5. Krivye vrasheniya galaktik vdol' luchei,
prohodyashih cherez krupnomasshtabnye vihrevye kondensacii gazovyh diskov
(shtrihovye linii --
|
Rassmotrim s etoi tochki zreniya uravnenie granic oblasti GE-neustoichivosti
po parametru (4.3.32). Poskol'ku velichina
pri
i
v diskah
galaktik, to
v interesuyushei nas oblasti
dlin voln (
). S uchetom togo, chto
, otsyuda
sleduet, chto
v oblasti
imeet minimum. Polozhenie etogo
minimuma (
) mozhet byt' opredeleno iz uravneniya
, a znachenie
v etoi tochke





V sluchae nevypolneniya etogo usloviya oblast' neustoichivosti pri





Vernemsya k interesuyushei nas probleme. Harakternye znacheniya
mogut byt' oceneny iz rezul'tatov,
privedennyh na ris. 4.6. Vidno, chto dlya gravitacionno ustoichivyh (no ne
slishkom "peregretyh") gazovyh podsistem galaktik
. S drugoi storony, approksimiruya
stepennym zakonom
(
), netrudno videt',
chto
, gde
. S uchetom privedennoi vyshe ocenki
otsyuda
sleduet, chto raskachka voln tipa Rossbi dzhinsovskogo i bolee krupnyh
masshtabov vozmozhna, esli raspredelenie
izmenyaetsya s
udaleniem ot centra diska ne slishkom medlenno po sravneniyu s
raspredeleniem
(
).
![]() |
Ris. 4.7. Izolinii inkrementov (v edinicah
|
Na ris. 4.7 privedeny rezul'taty vychislenii inkrementa GE-neustoichivosti
(v edinicah
), obespechivayushei raskachku voln
tipa Rossbi pri treh znacheniyah
[
vmeste s
polagaetsya ubyvayushei k periferii diska funkciei].
Vidno, chto v interesuyushei nas oblasti dlin voln (
) inkrement neustoichivosti dostigaet maksimuma kak raz pri
i
(v silu usloviya
). Takim obrazom, harakternoe vremya rosta
vozmushenii tipa voln Rossbi po krainei mere v neskol'ko raz bol'she
vremeni oborota diska.
Udovletvoritel'nymi dannymi nablyudenii po parametram gazovyh
diskov v galaktikah s interesuyushimi nas anticiklonicheskimi
strukturami tipa solitonov Rossbi my ne raspolagaem. Poetomu
vospol'zuemsya izvestnymi parametrami gazovogo diska Galaktiki (za
isklyucheniem parametra ) i, polagaya ee tipichnoi gazovoi
podsistemoi, poluchim (pust' grubo) ocenku vremeni rosta
otnositel'noi amplitudy (
) vozmushenii tipa voln Rossbi do
velichiny poryadka edinicy. Tak, v okrestnosti Solnca
kpk
. Togda
i, sledovatel'no, za vremya poryadka 10 oborotov diska
amplituda vozmushenii vozrastaet v e raz. Poetomu pri harakternyh
amplitudah fluktuacii dzhinsovskogo masshtaba v gazovyh galakticheskih
diskah (
[sm. ocenku (4.4.33)] dlya rosta vozmushenii tipa voln Rossbi do
amplitudy
neobhodimo, ochevidno, vremya poryadka
oborotov diska. Takim obrazom, rassmotrennyi vyshe
mehanizm raskachki voln Rossbi v gazovyh diskah galaktik mozhet byt'
dostatochno effektivnym dlya vozbuzhdeniya nablyudaemyh struktur tipa
solitonov Rossbi.
<< 4.2 Dinamika vozmushenii ... | Oglavlenie | 4.4 Dissipativnye effekty >>
Publikacii s klyuchevymi slovami:
akkrecionnyi disk - disk, galakticheskii - gidrodinamika - spiral'naya struktura
Publikacii so slovami: akkrecionnyi disk - disk, galakticheskii - gidrodinamika - spiral'naya struktura | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |