Королев В.В., Коваленко И.Г., Безбородов М.А., Еремин М.А., Савин В.В. Газопылевые структуры в окрестности рукавов спиральных галактик

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 
Подробности
Просмотров: 368

https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2022.1.4

Виталий Владимирович Королев
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики и
волновых процессов,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Илья Геннадьевич Коваленко
Доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической физики и
волновых процессов,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Михаил Александрович Безбородов
Научный сотрудник,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Михаил Анатольевич Еремин
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики и
волновых процессов,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Валерий Викторович Савин
Кандидат философских наук, доцент кафедры фундаментальных дисциплин,
Филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет
«МЭИ» в г. Волжском
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  
просп. Ленина, 69, 404110 г. Волжский, Волгоградская обл., Российская Федерация

Аннотация. Построена двумерная модель течения газопылевой межзвездной среды в окрестности спирального рукава галактики. Рассмотрено течение в вертикальной плоскости, поперечной к плоскости диска. Учтены эффекты неадиабатичности течения (объемные нагрев и охлаждение газа излучением). Баланс нагрева и охлаждения обеспечивает сосуществование двух фаз - холодных парсекового размера облаков атомарного водорода и теплого межоблачного газа. В рассмотрение включена полидисперсная пыль, представленная тремя фракциями частиц разных размеров и масс. Частицы пыли обладают конечной инерцией, их движения не повторяют в точности движение газа. Учтена турбулентность в диске и в спиральном рукаве. Рассмотрены модели, в которых используются разные сочетания расположения источников турбулентности в диске и/или в рукаве.

Основные результаты, полученные методами компьютерного гидродинамического моделирования, следующие.

  1. Облака по мере прохождения через спиральный рукав претерпевают существенные трансформации. Значительная часть облаков абсорбируется в тонкий плотный облачный слой, протягивающийся в спиральном рукаве вдоль экваториальной плоскости в окрестности центра рукава и имеющий размер приблизительно в половину ширины рукава. Меньшая часть облаков проходит без разрушения или с частичным разрушением сквозь рукав, испытывая по ходу движения сильные деформации. Мелкомасштабная облачная компонента частично восстанавливается под действием турбулентности, возмущающей протяженный облачный слой внутри рукава и частично разрушающий его на отдельные фрагменты.
  2. На задней по отношению к натекающему потоку газа стороне рукава формируется клинообразная галактическая ударная волна, присоединен ная к заднему краю протяженного облачного слоя. Течение, ограниченное ударной волной имеет характер струи, совершающей квазипериодические поперечные колебания. Причиной колебаний, по-видимому, является неустойчивость сдвигового течения, поскольку внутри струи вдоль потока и под небольшим углом к ударным фронтам формируются тангенциальные разрывы.
  3. Пылевые частицы увлекаются турбулентными вихрями и выносятся на высоты 150 – 200 пк над плоскостью диска, что естественным образом объясняет существование хаотических волокнистых пылевых структур, протягивающихся над галактическим диском на высоты в несколько сотен парсек.
  4. Пылинки по разному распределены внутри вихрей. Пылинки размерами в 0,01–0,1 мкм легче кластеризуются чем более крупные пылинки радиусом 1 мкм.
  5. Турбулентность служит механизмом, позволяющим эффективно запирать пылевые частицы на передней стороне спирального рукава. Как показывает моделирование, пылевые прожилки отчетливее выражены на передней стороне рукава.

Ключевые слова: спиральные галактики, газопылевая межзвездная среда, сверхзвуковые течения, турбулентность, гидродинамика многофазных сред, полидисперсная пыль, гидродинамическое моделирование. 

Лицензия Creative Commons
Произведение «Газопылевые структуры в окрестности рукавов спиральных галактик», созданное авторами по имени Королев В.В., Коваленко И.Г., Безбородов М.А., Еремин М.А., Савин В.В., публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Цитата: Математическая физика и компьютерное моделирование. Том 25 № 1 2022, с. 49-68

Вложения:
Скачать этот файл (Matematicheskaya fizika_1_2022-Korolev-49-68.pdf) Matematicheskaya fizika_1_2022-Korolev-49-68.pdf
URL: https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/component/attachments/download/1036		217 Скачивания