Scalar potential model of spiral galaxy HI rotation curves and rotation curve asymmetry
从星系团和红移的考虑出发,发展了标量势模型(SPM)。将SPM应用于螺旋星系的HI旋转曲线和旋转曲线的非对称性。由此产生的模型增加了一个标量的主机星系和邻近星系的牛顿旋转速度方程的潜力的力量。RC被径向地划分成区域。每个区域的每个参数的方程的形式是相同的,具有不同的比例常数。对于每个星系,每个方程的平均值都是根据经验确定的。在样本星系中,B波段光度、位置和方向的星系的整体性质决定了RC和RC不对称性。标量场的源在距旋涡星系中心几千秒差距的地方起着一个透镜的作用。标量势场导致牛顿力学大大低估了星系的质量,这就是“质量缺失问题”。SPM与样本旋涡星系的RC和RC不对称观测结果一致。
2006-11-22 astro-ph
Evolution of spiral galaxies in modified gravity: II- Gas dynamics
比较了修正牛顿动力学(MOND)和含暗物质的牛顿动力学(DM)中旋涡星系的稳定性。我们扩展了我们以前的模拟,涉及纯恒星盘没有气体,处理气体耗散和恒星形成的影响。我们还改变了MOND和牛顿政权之间的插值函数。酒吧的形成进行了比较,在这两个动力学,从初始条件相同的可见组件。第一个结果是,MOND星系的演化不受μ函数的影响,它发展出具有相同频率和强度的条。μ函数的选择显著地改变了等效的DM模型,改变了暗物质与可见物质的质量比,因此改变了稳定性。气体的引入缩短了DM模型中棒形成的时间尺度,但在MOND模型中没有显著缩短。因此,有气体时,MOND和DM条频率直方图现在比没有气体时更相似。平面的增厚是通过与沙洲和花生状地层的垂直共振而发生的,与气体的共振甚至更快。由于质量随着气体变得更加集中,花生的半径更小,并且伪凸起的外观更四四方方。杆的强度差异由饱和度和反馈效应缓和,如由于重力扭矩引起的气体流入导致的杆弱化或破坏。对一系列代表哈勃序列的模型进行平均,MOND模型比等效的DM模型有更多的条,更强的条,更好地拟合观测结果。由棒驱动的气体流入在Lindblad共振处产生积累,并且MOND模型可以很好地再现观察到的形态,正如之前在牛顿动力学中发现的那样。
2008-03-18 astro-ph
Modified Newtonian Dynamics as an Alternative to Dark Matter
修正牛顿动力学(Modified Newtonian Dynamics,MOND)是米尔格罗姆提出的一种基于经验的牛顿引力或惯性修正,作为宇宙暗物质的替代。其基本思想是,当加速度低于a0 ~ 10^{-8} cm/s^2 ~ cH 0/6时,有效引力接近sqrt{gN*a0},其中gN是通常的牛顿加速度。这个简单的算法得到了旋涡星系平坦的自转曲线和M ~ V ^[4]形式的质量-自转速度关系,它构成了观测到的光度-自转速度关系--塔利-费希尔定律的基础。我们回顾了MOND在从矮球状星系到超星系团尺度上的现象学成功,并证明了暗物质的证据同样可以很好地解释为MOND的证据。我们讨论了可能的物理基础的加速度为基础的修改牛顿动力学以及扩展的MOND宇宙学和结构形成。
2002-04-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing MOND with Local Group spiral galaxies
两个邻近的本星系群旋涡星系M31和M33的自转曲线和相对质量分布与修正牛顿动力学(MOND)的预言有出入。在M33中,差异在于最外面区域的运动学。可以通过采用与21厘米数据立方体兼容但与最适合数据的模型不同的倾斜环模型来缓解这种情况。在M31中,MOND无法拟合旋转曲线在中间半径处的下降部分,然后曲线在最外区域向外延伸。牛顿动力学的框架下的恒星盘嵌入在一个黑暗的晕可以解释这两个星系的复杂的旋转曲线轮廓,而MOND有一些困难。然而,考虑到目前这些邻近星系的运动学的不确定性,我们不能以明确的方式解决MOND理论的成功或失败。本文讨论的MOND拟合建议在临界区域周围进行更敏感和更广泛的观察,可能会得出明确的结论。
2006-10-20 astro-ph
Evolution of spiral galaxies in modified gravity
我们比较了在修正牛顿动力学(MOND)和牛顿引力与暗物质(DM)两种框架下孤立星系的N体模拟。我们已经开发了一个多重网格代码能够有效地解决修改后的泊松方程来自拉格朗日形式主义AQUAL。我们特别注意边界条件,这是MOND中的一个关键点。最初相同的恒星盘的三维动力学研究在这两个模型。在牛顿引力下,选择活动DM晕来拟合MOND星系的自转曲线。对于相同的Toomre参数(Q_T)值,MOND模型中的银盘比DM模型中的银盘更快地发展出棒状不稳定性。在第二阶段,MOND酒吧减弱,而DM酒吧继续增长,通过与晕交换角动量。在两种模型中,条形图案速度的演变完全不同:MOND条形上没有动态摩擦,因此它们保持恒定的图案速度,而DM条形则显着减慢。这会影响共振的位置,就像共旋和花生一样。DM模型中的花生叶径向向外移动,而MOND模型中的花生叶保持相同的位置。模拟(只有恒星)不同类型的星系的哈勃序列导致统计酒吧的频率,更接近观测的MOND比DM模型。
2007-01-02 astro-ph
Mass distribution of highly flattened galaxies and modified Newtonian dynamics
从一个给定的表面质量密度的旋涡星系的动力学已经推导出早期的经典论文。我们试图将积分中的奇异椭圆函数转化为具有正则椭圆函数的紧积分。可解模型也被认为是RC数据的扩展基础。这一结果使相应的数值计算变得容易,并使解析分析成为可能。它也可用于研究牛顿体系和MOND体系的动力学。仔细的治疗被证明是重要的,在处理输入数据的截止。
2006-06-10 astro-ph
The rotation curve of spiral galaxies and its cosmological implications
我们回顾了螺旋星系的旋转曲线的主题,强调作为暗物质晕存在的证据的标准解释。除了螺旋星系和晚型矮星之外,星系也可能拥有大量的暗物质,因此椭圆星系、矮螺旋星系、椭圆星系和极环星系也被考虑在内。此外,还必须包括确定银河系暗物质的其他方法,如双星、卫星或球状星团提供的方法。冷暗物质分级模型构成了解释旋转曲线的标准方法,因此这个问题只是解释结构和星系形成的更一般理论的一个方面。替代理论也包括在内。在磁性模型中,旋转曲线也可能是宇宙不同时期宇宙磁性整个历史的一个特殊方面。牛顿动力学的修正提供了另一种有趣的可能性,在这里讨论。
2000-10-24 astro-ph hep-th
One-armed Spiral Instability in a Low T/|W| Postbounce Supernova Core
一个三维的,牛顿流体动力学技术是用来遵循postbounce阶段的恒星核心崩溃事件。对于真实的初始数据,我们采用了一个20太阳质量的恒星的铁核心后核心反弹快照。模型表现出很强的差异旋转,但有中心凝聚的密度分层。我们证明了第一次,这样的postbounce核心受到所谓的低T/ |W|非轴对称不稳定性,特别是,可以成为动态不稳定的m=1主导的螺旋模式在T/ |W| ~ 0.08。我们计算的引力波发射的不稳定性,并发现发射的波可能是可检测的当前和未来的GW天文台从银河系的任何地方。
2005-05-17 astro-ph gr-qc
Milgrom Relation Models for Spiral Galaxies from Two-Dimensional Velocity Maps
使用二维速度图和I波段测光,我们已经创建了40个螺旋星系的质量模型,使用Milgrom关系(修改后的牛顿动力学的基础,或MOND),以补充以前的工作。贝叶斯技术比较几种不同的暗物质晕模型Milgrom和牛顿模型。伪等温暗物质晕在大多数情况下提供了最佳的统计数据拟合,而Milgrom关系一般也提供了良好的拟合。我们还发现Milgrom模型给出的质光比与星系颜色大致相关,正如恒星星族模型所预测的那样。九头蛇星系团中的一个星系子样本遵循质量与光和颜色之间的紧密关系,但与以前研究中发现的关系有显着不同。排除米尔格罗姆关系与旋转运动学是困难的,由于系统的不确定性,在观察以及基本的模型假设。我们详细讨论了两个星系的Milgrom关系似乎失败,并发现,放松恒星的质量与光比恒定的假设可以保持Milgrom模型的可行性。
2007-01-18 astro-ph
The n-body problem in General Relativity up to the second post-Newtonian order from perturbative field theory
受广义相对论实验探索的启发,我们采用微扰(量子)场论的方法来计算其n体问题的有效拉格朗日量,直到一定的积分。在牛顿引力之外,我们对背景闵可夫斯基时空进行了O[(v/c)^4]的微扰理论,其中v是n个粒子在它们的能量中心坐标系中的典型速度。对于二体问题的特殊情况,目前正在进行的测量由螺旋形紧凑天体物理学双星产生的引力波的主要工作要求计算它们的引力相互作用超过目前已知的O[(v/c)^[7]。我们认为,这些高阶后牛顿计算必须自动化的场论方法成功地应用于实现这一目标。鉴于此,我们概述了一种算法,该算法原则上将生成相关的费曼图,以任意顺序在v/c中,并采取步骤开发必要的软件。导出了在O[(v/c)^6]处超过牛顿的n体有效作用量的费曼图。
2009-02-25 astro-ph gr-qc hep-th
Spatial distribution of luminous X-ray binaries in spiral galaxies
我们使用进化种群合成代码对类似银河系的螺旋星系中发光X射线双星(XRB)的空间分布进行了建模。与以往的理论预期和观测结果一致,我们发现无论是高质量还是低质量的XRB都在银道面和银道核球处有明显的聚集,并比较了在有暗物质晕的银道势和修正的牛顿动力学势下XRB的分布,我们认为这种差异可能是区分这两种模型的潜在证据.
2008-06-02 astro-ph
Proper initial conditions for long-term integrations of the solar system
使用优化程序来重新调整初始条件,以便通过在数值积分中使用简化的运动方程来尽可能接近地再现完整星历的预测。初始条件的调整说明了从DE 406完整的远程星历的牛顿模型只考虑太阳和四个主要行星的过渡。它也被用来最好地重现这个相同的DE 406星历表,基于后牛顿方程的一个系统的质点,包括月球和小行星,通过使用牛顿计算校正的史瓦西效应的太阳和限制在太阳系的十个主要天体。
2002-01-09 astro-ph gr-qc
A scalar field matter model for dark halos of galaxies and gravitational redshift
分析了无质量复标量场的球对称爱因斯坦场方程。我们可以用牛顿解来拟合旋涡星系和矮星系的自转曲线数据。从广义相对论解,我们可以得到高的引力红移值。
1998-02-19 astro-ph gr-qc
Seeing Galaxies Through Thick and Thin: II. Direct Measures of Extinction in Spiral Disks Through Spectroscopy of Overlapping Galaxies
我们使用重叠对星系的狭缝光谱直接确定的前景螺旋星系盘的消光。通过互相关确定成对成员的多普勒频移,并使用它们的相对相关幅度来分离它们对重叠区域中的组合光谱的贡献。这种光谱方法比我们以前的纯光度分析更少受到严格的对称性约束。当信噪比和速度差合适时,在我们的18个主要是螺旋/螺旋对的样本中,获得了6个候选者的前景成员的消光。与我们以前的成像结果相一致,我们发现臂间区域的消光很小,典型值为A_B= 0.1mag(校正为正面),而旋臂则表现出0.3mag的较高消光。
2000-07-24 astro-ph
Accurate Determination of the Mass Distribution in Spiral Galaxies: II. Testing the Shape of Dark Halos
新的高分辨率CFHT Fabry-Perot数据,结合已发表的VLA 21 cm观测,用于确定NGC 3109和IC 2574的质量分布。多波长旋转曲线允许测试与信心不同的黑暗晕功能形式从伪等温球的一些流行的晕分布的N体模拟的动机。内对数斜率小于等于-1的密度分布很难与晚型螺线的旋转曲线相一致。修正的牛顿动力学(MOND)也被认为是一个潜在的解决方案,失踪的质量和测试相同的方式。新的更高分辨率的数据表明,MOND可以详细地再现IC 2574的旋转曲线,但证实它难以拟合NGC 3109的运动学。
2001-02-24 astro-ph
Comment on "Scalar-tensor gravity coupled to a global monopole and flat rotation curves" by Lee and Lee
Lee和Lee(2004)最近的论文可能会给人留下一个强烈的印象,即天文学家已经确定螺旋星系的旋转曲线是平坦的。我们表明,平坦旋转曲线的旧范式缺乏,今天,任何观测的支持,并按照它的面值导致本质上有缺陷的替代品的标准暗物质的情况。在另一方面,我们声称,丰富的系统的螺旋星系旋转曲线,揭示了,在标准的牛顿引力框架,暗物质的现象,在替代方案,作为一个独特的基准。
2005-10-25 astro-ph hep-th
MOND rotation curves for spiral galaxies with Cepheid-based distances
用修正的牛顿动力学(MOND)重新考虑了四个具有最近确定的造父变星距离的旋涡星系的自转曲线。对于其中两个天体NGC 2403和NGC 7331,MOND预测的旋转曲线与观测到的曲线一致,当这些星系处于造父变星距离时。对于NGC 3198,获得合理一致性的最大距离比造父变星距离小10%;即,很明显,MOND更喜欢更小的距离。用NGC 3198新的近红外光度计作为恒星质量分布的示踪物,这一结论没有改变。对于较大的Sc螺旋星系NGC 2841,MOND需要的距离至少比造父变星的距离大20%。然而,Tully-Fisher和SNIa距离与Cepheid测定的差异在这种情况下对Cepheid方法产生了一些疑问。
2002-07-22 astro-ph
Newtonian limit of scalar-tensor theories and galactic dynamics: isolated and interacting galaxies
我们使用牛顿极限的一般标量张量理论周围的背景场来研究天体物理效应。引力理论通过增加一个汤川项来修正标准牛顿势,汤川项由两个理论参数来量化:$λ$,引力相互作用的长度尺度及其强度,$α$。在这个形式主义,我们首先提出了一个孤立星系中的酒吧形成的数值研究。我们发现,对于正的$α$,修正的引力使星系盘不稳定,并导致孤立星系中快速形成棒。$λ$值在$\approx 8$ - 14 kpc范围内,在孤立模型中产生最强的条。然后,我们通过考虑相互作用星系的潮汐效应来扩展这项工作。我们发送两个螺旋碰撞,并研究剩余物的酒吧属性。我们的参数($λ, α$)的杆运动学特性的特点。
2007-04-19 astro-ph
Near-infrared surface photometry of early-type spiral galaxies: II. M/L ratios and dark halos
我们提出的质量分布获得的近红外(NIR)的表面亮度分解和旋转曲线拟合的样本的早期型旋涡星系。鼓包和磁盘的质量与光(M/L)的比率,暗晕参数,和修改后的牛顿动力学(MOND)加速参数。我们发现,平均磁盘近红外M/L是高于隆起,并与恒星星族合成模型的比较意味着早期型螺旋隆起,平均而言,年轻和更丰富的金属比磁盘。近红外磁盘M/L被发现依赖于磁盘光度,与以前报道的椭圆和螺旋的趋势一致,并与冷暗物质模型磁盘的形成。在光学半径范围内,恒星与暗物质的平均比值为2,典型的暗晕质量为10^{11} M_o。最适合整个样品的MOND加速度参数值为1.3 × 10^{-8} cm s^{-2}。
1998-02-20 astro-ph
Starbursts in barred spiral galaxies. VI. HI observations and the K-band Tully-Fisher relation
本文主要研究棒对星暴星系和Seyfert星系中性氢含量的影响。我们还与“正常”星系的样本进行比较,并研究如何以及星暴和塞弗特星系遵循的基本缩放塔利-费舍尔(TF)关系定义为正常星系。Nancay射电望远镜观测到111个Markarian(Mrk)IRAS星系。这些测量的补充,从文献中的数据,形成一个样本的105 unbarred和113禁止Mrk IRAS星系。有棒星系比无棒星系有更低的总质量和偏差校正的HI质量,这对Mrk IRAS和正常星系都是如此。这个强有力的结果表明,棒将HI气体汇集到星系中心,在那里它在形成新恒星之前变成分子。Mrk IRAS星系比正常星系有更高的偏置校正HI质量。他们也显示出显着偏离TF关系,无论是在B和K波段。从TF关系最偏离点往往有一个强的远红外光度和低的氧丰度。这些结果表明,我们的Mrk IRAS星系的一小部分仍处于形成过程中,它们的中性HI气体,部分外部来源,尚未达到稳定状态。
2004-01-12 astro-ph
An approximate analytical method for inferring the law of gravity from the macroscopic dynamics: Thin-disk mass distribution with exponential density
考虑了当任意两个质量元之间的力不是通常的牛顿力,而是某种一般的中心力时,由具有指数密度的薄圆盘质量分布所产生的引力势和引力旋转场.我们使用一种近似,使得在牛顿情况下,圆盘产生的引力场简化为应用高斯定律所得到的熟悉的表达式。在这种近似中,我们颠倒了通常的积分关系,使得元素相互作用(两个点状质量之间)作为整体引力场(由分布产生的场)的函数获得。因此,我们有一个直接的方法来测试是否有可能找到一个牛顿引力定律的修正,可以解释在没有暗物质的螺旋星系中观察到的动力学。
1996-05-09 astro-ph gr-qc
Two-body relaxation in modified Newtonian dynamics
一个天真的扩展到MOND的标准计算的两体弛豫时间Tb意味着Tb是可比的交叉时间,无论系统中的恒星数量N。考虑到MOND场方程的非线性,这种计算是有问题的。一个非标准的方法来计算Tb的开发,可以扩展到MOND每当离散噪声产生的力的波动是小的平均场力相比。它示出,这种方法产生标准的牛顿的平均密度分布是平面平行或球形的系统的结果。在平面平行的情况下,我们发现,在深MOND制度Tbb与N在牛顿的情况下,规模,但较短的平方因子的MOND增强引力超过其牛顿值为同一系统。将这些结果应用于矮星系和星系团和星系团表明,在MOND中,星系团和星系团的光度分离应该是非常先进的,两体弛豫应该大大改变了星系团的密度分布,而质量超过~10M_sun的物体应该螺旋形地到达矮星系的中心。(节录)
2004-03-01 astro-ph
Galactic Nonlinear Dynamic Model
我们开发了一个模型的基础上的非线性实现的牛顿动力学从相空间中的动量和质量守恒的螺旋星系。径向解呈现出与观测数据定性一致的旋转曲线。
2008-10-01 astro-ph gr-qc hep-th
The Inner Scale Length of Spiral Galaxy Rotation Curves
本文利用Goad & Roberts(1981)首次提出的螺旋星系的Halpha/[NII]旋转曲线的锥化效应来研究盘状星系的内消光。旋转曲线内部指数拟合的尺度长度强烈依赖于圆盘轴比。初步模拟的效果意味着实质上不透明的中心部分的光盘在波长为0.66 μ。此外,旋转曲线的平均运动学尺度长度,当校正到正面透视时,对于所有的光度等级,具有大约1.7 h^{-1} kpc的几乎恒定的值。这种效应是由于星系内部重子质量占主导地位的增加而产生的,在I波段,在盘的内部1.7 h^{-1} kpc范围内,重子质量与光的平均比为1.7 h M_sun/ L_{sun,I}。
2002-04-24 astro-ph
Probing for Dark Matter within Spiral Galaxy Disks
我们探索恒星质量密度的相对重要性相比,内部黑暗的晕,使用观察到的气体运动学在整个磁盘的螺旋星系NGC 4254(梅西耶99)。我们进行流体动力学模拟的气体流动的序列中,我们改变恒星盘的贡献,总潜力的引力势。这恒星部分的潜力是来自经验,从颜色校正的K波段测光反映在恒星质量的旋臂,而晕被建模为一个等温球。模拟的气体密度和气体速度场进行比较,观察到的恒星旋臂形态和H-α气体运动学。我们发现,这种方法是一个强大的工具,以确定螺旋图案的共转半径,它可以用来放置一个上限的恒星盘的质量。对于星系NGC 4254,我们发现R_cr = 7.5 +/- 1.1 kpc,或R_cr = 2.1 R_exp(K ')。我们还表明,对于一个最大的磁盘突出的螺旋臂的恒星组件过度预测的非圆形气体运动,除非轴对称暗晕组件的贡献显着(> 1/3)的总潜力内2.2 K波段指数盘尺度长度。
2001-07-13 astro-ph
Galactic Rotation Described with Various Thin-Disk Gravitational Models
对于成熟的旋涡星系,自转速度从星系中心开始迅速增加,从核心到外围达到恒定速度。这种动态行为所描述的模型平衡牛顿的重力和离心力旋转薄轴对称磁盘。弗里曼的圆盘假设质量密度随半径呈指数下降,这正确地产生了从银河系中心到外核附近的最大值增加的旋转速度,但随后与测量相反,向外围减小。梅斯泰尔的圆盘假设质量分布下降得更慢(与半径成反比),在整个圆盘上产生恒定的旋转速度,但有一个不切实际的中心质量奇点,并且没有正确描述核心旋转。因此,结合弗里曼和梅斯特磁盘,利用他们的长处,消除他们的不足。利用弗里曼公式的中央核心,和梅斯特尔公式超出核心的银河系边缘。这个组合模型产生的旋转曲线可以与成熟旋涡星系的测量结果相媲美。对于一个更一般的薄盘模型,我们开发了一种替代的计算方法来解决各种测量的旋转曲线的质量密度分布,我们计算径向质量密度,平衡牛顿引力和离心力在每一点上。计算的解决方案表明,质量密度下降近似指数在中央核心(类似弗里曼),并过渡到一个较慢的反向径向减少(类似梅斯特)的周边。因此,这些不同的方法产生类似的结果,并相互自洽与牛顿引力/动力学。
2008-04-01 astro-ph
The local space density of Sb-Sdm galaxies as function of their scalesize, surface brightness and luminosity
研究了旋涡星系的局域空间密度与光度、尺度大小和表面亮度的关系。我们从大约1000个Sb-Sdm螺旋星系的样本中得到这些量的二元空间密度分布,并对光度和表面亮度的选择效应进行了校正。星系的结构参数进行了修正,内部消光使用的描述取决于星系表面亮度。我们发现,在(光度,尺度大小)平面的螺旋星系的二元空间密度分布是很好地描述了一个Schechter光度函数在光度维和对数正态尺度大小分布在一个给定的光度。这种尺度分布的参数化的动机是一个简单的模型,形成磁盘内的暗物质晕,与晕获得其角动量通过潮汐扭矩从邻近的对象,和磁盘特定的角动量成正比的父晕。然而,在给定的光度下,尺度分布的分数宽度比使用N体模拟中测量的晕的角动量分布所期望的要窄。我们提出了几种可能的解释所观察到的分布的狭窄。使用我们的二元分布,我们发现,螺旋星系的本地光度函数的测定不应该强烈影响对低表面亮度星系的偏见,即使当星系是从照相底片选择。对于高红移的研究,这可能不是真的,在高红移的情况下,(1+z)^4表面亮度变暗会导致对较低表面亮度星系的显著选择偏差。
2000-08-03 astro-ph
GHASP. A 3D Survey of Spiral and Irregular Galaxies at Halpha. Comparison between low and high resolution rotation curves of late-type dwarf galaxies
这项调查一旦完成,将提供一个三维样本的200个附近的螺旋和不规则星系在阿尔法线,使用法布里-珀罗系统。从每个星系获得的数据立方体可以推导出线图、速度场和更高的动量。本研究的目的是:(1)建立三维局部参考。(2)以限制质量分布。(3)约束内部区域的运动学和动力学。将建立一个数据库,以便向社区提供全部数据。本文给出的主要结果是,对于19个晚型矮星的样本,经光束拖尾效应校正后的HI旋转曲线与用混合H α/HI数据得到的高分辨率曲线不一致。对HI数据进行的束流拖尾校正平均来说太强了。当使用混合Halpha/HI数据时,旋转曲线的上升甚至比单独使用HI数据时更慢。
2002-02-26 astro-ph
Galactic Rotation Described with Bulge+Disk Gravitational Models
观测结果表明,成熟的旋涡星系由恒星、气体和等离子体组成,它们近似分布在一个圆形的薄盘中,通常有一个中央隆起。自转速度从星系中心开始迅速增加,然后从核心到外围达到恒定速度。一个成熟的旋涡星系,如银河系,其基本的动力学行为可以通过简单的模型很好地描述,该模型平衡了牛顿引力与旋转的薄轴对称盘相关的离心力。在这项研究中,我们调查的影响,增加中央隆起薄盘引力模型。即使增加了大量的中心凸起,我们的薄盘引力模型的所有关键的基本特征都被保留了下来。(1)平衡牛顿引力和离心力在磁盘内的每一点产生的径向质量分布,描述了成熟的螺旋星系成功地测量旋转速度的配置文件。(2)不需要重力偏差或"神秘的暗物质的巨大外围球形晕“。(3)计算出的星系总质量与恒星计数数据吻合得很好。(4)中央隆起的增加增加了计算出的银河系总质量,可能与除了恒星之外的银河系气体,尘埃,颗粒,团块,行星和等离子体的存在更加一致。(5)与光分布相比,我们在盘内的质量分布更大,朝向银河系外围,那里更冷,不透明/发射率更低(因此更暗)。从星系的侧面看,这一点很明显,在明亮得多的星系晕的衬托下,星系盘上有一条黑暗的线。
2008-04-20 astro-ph
The bar-mode instability in differentially rotating neutron stars: Simulations in full general relativity
研究了具有差旋的快速自旋中子星对棒模形变的动力学稳定性。我们用$M/R \geq 0.1$对致密星进行了完全相对论性的三维模拟,其中$M$是总引力质量,$R$是赤道圆周半径。采用绝热指数为$Γ=2$的绝热状态方程。在牛顿理论中,我们发现,恒星以上的$β\equiv T/W$(其中$T$是旋转动能和$W$的引力结合能)的临界值是动态不稳定的酒吧形成。对于我们所采用的恒星压缩和旋转轮廓的选择,$β= β_{dGR}$的临界值是$\sim 0.24-0.25$,仅略小于不可压缩麦克劳林球体的众所周知的牛顿值$\sim 0.27$。临界值仅很弱地依赖于我们所调查的中等范围的微分旋转的程度。所有不稳定的恒星都在动力学时间尺度上形成条。具有足够大的$β$的模型随后形成螺旋臂和喷射质量,将残留物驱动到动态稳定状态。具有中等大小$β\gtrsim β_{dGR}$的模型不会形成旋臂或喷射质量,但会调整以形成动态稳定的椭球状构型。如果棒模不稳定性在超新星坍缩或中子星合并中被触发,它可能是一个强大的可观测的引力波源。我们确定特征波的振幅和频率。
2000-05-18 astro-ph gr-qc
The Star-Formation Efficiency and Density of the Disks of Spiral Galaxies
对于四个研究得很好的旋涡星系(M33,M81,M100和M101),我们考虑了恒星形成率(SFR)和恒星形成效率(SFE = SFR/ M_{gas})对径向距离R和星系盘某些运动学参数的依赖关系。为了估计SFR(R),我们使用了一种组合的UV+FIR方法,该方法基于Boissier等人在2004年提出的星际消光校正的UV轮廓。它表明,最紧密的相关性,类似于我们考虑的所有四个星系,存在于当地的SFE和表面亮度(密度)的光盘在一个给定的R(超出其中心区域)。为了在一个简单的气体含量演化的保守模型(玩具模型)的框架内解释观测到的圆盘表面密度,圆盘施密特定律中的局部参数N(SFR \sim σ_{gas}^N)必须不超过单位。只有在这种情况下,才有可能调和观测到的依赖性σ_{gas}(R)和SFE(R),假设气体吸积,在星系的内部区域更强烈。
2006-11-18 astro-ph
Dark matter within high surface brightness spiral galaxies
我们目前的结果,从一个详细的动力学分析的五个高表面亮度,晚型螺旋,研究的目的是量化的发光,暗物质比内的光学半径。星系的恒星光分布和气体运动学已经被观察到,并与流体动力学气体模拟进行了比较,流体动力学气体模拟预测了响应于经验引力势而产生的2D气体动力学,经验引力势是不同恒星盘和暗晕贡献的组合。恒星盘的引力势来自近红外测光,颜色校正为常数(M/L);暗晕由一个有核的等温球模拟。流体动力学气体模拟进行了一系列的五个不同质量分数的恒星盘和广泛的螺旋模式的速度为每个星系。这两个参数主要决定了模拟的气体分布和运动学。模拟和观察到的气体运动学的非轴对称部分之间的协议允许我们得出结论,具有最高的旋转速度的星系往往拥有接近最大的恒星盘。在vmax <200 km/s的小质量星系中,暗晕的质量至少等于2-3 R盘内的恒星质量。模拟的气体形态提供了一个强大的工具,以确定主导的螺旋图案的速度。发现所有星系的共转半径在R_共转~ 3R_圆盘处是常数,并且在所有情况下都包围着恒星螺旋的强部分。
2002-12-12 astro-ph
Iteration Method to Derive Exact Rotation Curves from Position-Velocity Diagrams of Spiral Galaxies
本文提出了一种从观测到的位置-速度图(PVD)推导旋涡星系精确自转曲线(RC)的迭代方法。初始旋转曲线RC 0是从通过诸如峰值强度法的任何简单方法获得的观测PV图(PV 0)中采用的。使用该旋转曲线和观测到的强度(发射率)的径向分布,我们构建了模拟PV图(PV 1)。从该PV 1获得的旋转曲线与原始RC之间的差(例如,峰值强度速度之间的差)用于校正初始RC以获得校正的旋转曲线RC 1。该RC 1用于使用观察到的强度分布计算另一PVD(PV 2),并获得第二迭代RC(RC 2)。重复该迭代,直到PV $i$收敛到PV 0,从而PV $i$和PV 0之间的差变为最小。最后采用RC $i$作为最可靠的旋转曲线。我们将这种方法应用到一些观测到的附近星系的PVDs,并表明迭代成功地收敛到可靠的旋转曲线。我们表明,该方法是强大的检测中心大规模的对象。
2002-07-10 astro-ph
Possible relation between galactic flat rotational curves and the Pioneers' anomalous acceleration
我们考虑一个通用的最小修改的牛顿势,这是一个修改,只引入一个额外的尺寸参数。修改后的潜力取决于一个功能,其行为为大,小的距离可以被固定,以分别获得(i)银河系平坦的旋转曲线和(ii)一个普遍的恒定加速度独立的质量的相互作用的机构(先锋异常)。然后使用一个维度的参数,我们表明,塔利-费舍尔关系的最大旋转速度的螺旋星系如下,没有任何进一步的假设。这一结果表明,先锋异常加速和星系的平坦旋转曲线可能有一个共同的起源,在一个修改的引力理论。讨论了这些结果与修正牛顿动力学(MOND)的关系。
2006-08-02 astro-ph
Inclination-Dependent Luminosity Function of Spiral Galaxies in the Sloan Digital Sky Survey: Implication for Dust Extinction
利用SDSS DR2中选取的61506个旋涡星系样本,研究了不同倾角旋涡星系的光度函数。我们发现LF的特征光度$L^*$随倾角的增加而减小,而暗端斜率$α$仅与倾角有微弱的相关性。LF的倾角依赖性与一个简单模型中光学深度与倾角的余弦成正比的预期一致,我们使用似然方法恢复余弦前面的系数,$γ$的值与给定波段的星系光度完全无关,用这种方法得到的5个SDSS波段的$γ$值给出了一条消光曲线,它是波长的幂律($τ\proptoλ^{-n}$),幂指数为$n=0.96\pm0.04$。利用Kauffmann et al.(2003)得到的星系尘埃消光,我们导出了旋涡星系的“消隐校正”光度函数。尘埃消光使$M^*$在$z$波段变暗约0.5星等,在$u$波段变暗约1.2星等。由于我们的分析是基于一个样本的选择效果得到很好的控制,边缘上的星系相对于面对星系的调光是最好的解释,假设星系盘在光学厚的尘埃粒子。
2006-11-22 astro-ph
Type Ia Supernovae and the Value of the Hubble Constant
本文评述了用Ia型超新星(SNe)的校正峰值光度标定哈勃常数的方法。我们首先提出了一个重新分析的卡兰-托洛洛(C-T)和天体物理中心(CfA)Ia型SN调查。双变量线性最小二乘法和二次自举拟合峰值视星等和光变曲线形状被用来校正峰值视星等的这种异质样本,从而产生均匀的(和优秀的)次级距离指标:所谓的校正峰值光度。接下来,我们使用造父变星距离为七个邻近的Ia型SNe螺旋星系提供了一个校正光度的经验校准。在这个样本中包括光谱学上奇特的SN 1991 T(在NGC 4527中),其校正的峰值亮度被证明与所谓的“正常”SNe无法区分。导出了一个稳健的哈勃常数值,并证明它是H_0 =73+/-2(r)+/-7(s)km/s/Mpc。
2000-11-30 astro-ph
Anomalous Gravitational Effects in the Universe
基于先前发表的关于引力的其他思考,导出了关于宇宙中异常引力效应的其他结论。对于具有球形质量分布和高中心密度的发光物质的系统,在这些系统的中心的引力势的异常增加的推导。这些异常增加是根据观测到的发光物质的数量和分布计算出来的。对于旋涡星系,计算得出了一个惊人的结果,即引力势的反常部分不是由旋涡星系的大质量产生的,而是由中央隆起的小质量产生的。一个明显的异常增加只能预期接近中心,例如,在最里面的区域,直径的数量级只有1 pc的半径为500 pc的凸起。实验观测引用报告等异常引力效应在四个球形系统考虑:球状星团,螺旋星系,椭圆星系,星系团的凸起。通常,根据牛顿力学和发光物质的量,这些效应是意想不到的。它们通常通过假设存在适当的大黑洞或足够数量的暗物质来解释。
1998-10-27 astro-ph
The published extended rotation curves of spiral galaxies: Confrontation with Modified Dynamics
在Milgrom修正动力学(MOND)的背景下,考虑了在中性氢21厘米线上测量的22个螺旋星系旋转曲线的样本。与Begeman等人(1990)之前高度选择的样本相结合,这包括了目前已发表(或可用)的扩展旋转曲线和光分布光度观测的星系总样本。这是目前定量理解星系中可见质量与经典动力学质量之间差异的观测基础。结果表明,根据观测到的发光物质和气体分布,利用简单的MOND公式计算得到的引力可以解释这22条自转曲线的总体形状和振幅,在某些情况下,预测曲线与观测到的自转曲线在细节上吻合。拟合的旋转曲线,在13种情况下,只有一个自由参数,这是发光盘的质光比;在9种情况下,有一个额外的自由参数,这是M/L的中央隆起或光浓度。全球M/L(凸起加盘)的值是合理的,当气体质量也包括在内时,显示出与Tully-Fisher关系一致的分散性。MOND公式成功地预测了这个较大的、选择不太严格的样本的旋转曲线,进一步支持了这样一种观点,即在低加速度的极限下,动力学或引力是非牛顿的,并且没有必要调用大量不可见物质的存在。
1996-06-14 astro-ph