Cơ chế nào gây ra dao động của quỹ đạo của hệ mặt trời về mặt phẳng thiên hà?

Trong một bài báo gần đây ( phát hành tin tức ở đây ) Lisa Randall và Matthew Reece đề xuất rằng một đĩa vật chất tối trùng với mặt phẳng thiên hà cùng với sự dao động của hệ mặt trời thông qua mặt phẳng thiên hà có thể giải thích sự tuyệt chủng 35 triệu năm trong sự tuyệt chủng hàng loạt. Họ đề xuất rằng hệ mặt trời đi qua đĩa vật chất tối này trong mặt phẳng thiên hà cứ sau 35 triệu năm, phá vỡ các vật thể trong đám mây Oort và khiến một số trong chúng va chạm với Trái đất. Một hình ảnh của các chu kỳ đề xuất từ ​​bản tin dưới đây.

Câu hỏi của tôi là: Cơ chế nào chịu trách nhiệm cho sự dao động 35 triệu năm này về mặt phẳng thiên hà? Có một cơ thể đồng hành với mặt trời? Có phải chúng ta đang quay quanh một trong những cánh tay của thiên hà của chúng ta? Đây có phải là một hiện tượng nổi tiếng hay họ đang đề xuất dao động 35 triệu năm cũng như đĩa vật chất tối?

Nguyên nhân gây ra các dao động vuông góc với mặt phẳng thiên hà là lực hấp dẫn của phân bố khối lượng không phải hình cầu (cần thiết cho một mặt phẳng hình elip Kepler ) trong Dải Ngân hà. Đơn giản hóa, có một mặt phẳng thiên hà dày đặc. Mật độ không được biết chính xác; do đó, có một số điểm không chắc chắn (vài triệu năm) về chu kỳ dao động chính xác. Chi tiết xem bài viết này , tiểu mục 3.3.

Ý tưởng về mối tương quan của sự tuyệt chủng hàng loạt với sự dao động này không phải là mới, nó bắt nguồn từ khoảng năm 1970 hoặc sớm hơn.

"Hệ mặt trời bên ngoài có thể không chứa một hành tinh khí khổng lồ lớn, hoặc một ngôi sao nhỏ, đồng hành", xem thông cáo báo chí này .

Chúng tôi có lẽ không quay quanh một cánh tay xoắn ốc.

Đĩa vật chất tối là một giả thuyết, một ý tưởng để điều tra. Thông thường chỉ một phần nhỏ của loại giả thuyết này có thể được xác nhận dứt khoát sau đó, hầu hết chúng có thể được loại trừ sau một thời gian, một số vẫn chưa được giải quyết, một số có thể được tinh chỉnh để phù hợp với các quan sát.

Tôi đã đăng một câu trả lời cho điều này trên Vật lý SE gần đây, nhưng cũng vừa có một truy vấn về vấn đề này từ một câu trả lời khác của Thiên văn học , vì vậy tôi sẽ thêm nó vào đây để hoàn thiện.

$\rho(|z|)$$|z|$

$z=0$$\rho$$z=0$$g=0$$z$

Điều này thực sự phân hủy quỹ đạo của Mặt trời thành quỹ đạo xuyên tâm / tiếp tuyến cộng với chuyển động thẳng đứng, mà tôi xử lý ở đây.

$\rho(z)$$z=0$$\rho_0$

Mật độ của đĩa gần Mặt trời đã được ước tính là 0,076 khối lượng mặt trời trên mỗi khối Parsec ( Creze et al. 1998 ). Sử dụng giá trị này, chúng ta có được một chu kỳ dao động dự đoán gần đúng lên xuống thông qua mặt phẳng đĩa là 95 triệu năm. Giá trị này khá gần với giá trị được chấp nhận của 70 triệu năm khi xem xét các xấp xỉ đã được thực hiện.

Trong bối cảnh câu hỏi bạn hỏi tôi nên thêm rằng mật độ khối lượng tôi trích dẫn ở trên thực sự xuất phát từ vị trí và chuyển động của các ngôi sao trong vùng lân cận mặt trời. Như bài báo mà tôi tham khảo thảo luận, giá trị họ đạt được gần bằng giá trị thu được bằng cách đếm các ngôi sao và thêm các đóng góp của khí và bụi. Thực tế có rất ít bằng chứng cho vật chất tối trong đĩa từ các phép đo này.

Kết quả này hoàn toàn phù hợp với ý tưởng phân bố vật chất tối gấp 10 lần khối lượng nhìn thấy nhưng đối xứng gần như hình cầu và chiếm đường cong xoay của Dải Ngân hà. Không có nhiều vật chất tối này nằm trong đĩa.

Cuối cùng, bức tranh không hoàn toàn đúng. Mặt trời chỉ hoàn thành khoảng 3 dao động dọc cho mọi quỹ đạo quanh trung tâm Thiên hà.

Trọng lực. Cụ thể, trọng lực của khối lượng sao trong đĩa.

Khi chúng tôi di chuyển lên trên đĩa, chúng tôi đang chậm lại. Biên độ của dịch chuyển dọc là khoảng 70Pc, hoặc khoảng 110LY lên, 110LY xuống và trở lại trong khoảng 66 triệu năm.

Ngoài ra, chúng tôi chuyển từ perigalacticon (8.130PC, 26.100LY) sang apogalacticon (khoảng 9.040Pc 29.500LY) và trở lại, trong khoảng thời gian khoảng 170 triệu năm.

Điều này xảy ra do khối lượng thay đổi có trong bán kính quỹ đạo khác nhau. Vị trí thẳng đứng hiện tại là 17LY so với mặt phẳng trung bình và lần vượt qua cuối cùng khoảng 3 triệu năm trước.

Chúng tôi cách trung tâm khoảng 26.540LY và sẽ đạt được perigalacticon trong khoảng 15 triệu năm.

Vận tốc hiện tại của Sol là 255,2 ± 5,1 km / s. Đối với Tiêu chuẩn nghỉ ngơi cục bộ (vận tốc trung bình của các ngôi sao trong vùng lân cận) vận tốc của chúng ta có 3 vectơ. Vào trong 7,01 ± 0,20 km / s, hướng lên 4,95 ± 0,09km / s và quay tròn (theo chiều kim đồng hồ quanh trung tâm) 10,13 ± 0,125 / s.

Lưu ý: dữ liệu của tôi đến từ nhiều nguồn khác nhau và có thể không hoàn toàn chính xác.

Ngoài ra, hướng chung của vận tốc của Sol không phải là về phía Vega. Với vị trí của Sgr A * RA Quyền thăng thiên 17h 45m 40.0409s và Độ lệch −29 ° 0 28.118, chuyển động là 90 ° quanh đĩa hoặc 6hrs ngoài vị trí của Sgr A *, khoảng 23h 45m RA, trong mặt phẳng của thiên hà, khoảng 55 ° giảm. Chỉ khoảng 25m RA Đông và 4 ° Nam Caph (β Cassiopeia).

Dao động này là không đáng kể. Biên độ dao động trên vị trí thiên hà là 105 năm năm tại Max. Trong khi đó, mặt trời tạo ra gần 3 dao động như vậy trong một vòng quay thiên hà trong khoảng thời gian 240 triệu LY. Điều này có nghĩa là khi di chuyển 40 MLY trên mặt phẳng thiên hà, mặt trời đạt tới biên độ cực đại. Vì vậy, nếu bạn tính toán góc mà đường đi hình sin tạo ra với mặt phẳng thiên hà, thì nó sẽ là nghịch đảo Tan (105LY / 40MLY) = 0,016 độ. Không có gì !!

Ok, có ý nghĩa rất lớn là lực hấp dẫn của đĩa Ngân hà đang kéo các ngôi sao lên xuống khi chúng đi theo quỹ đạo vòng quanh thiên hà của chúng. Nhưng điều này sẽ không giải thích được tại sao các quan sát 3 chiều gần đây của các ngôi sao gần nhất sử dụng máy quang phổ FLAMES-GIRAFFE trên Kính viễn vọng rất lớn của ESO và máy quang phổ IMACS tại Đài quan sát Las Campanas cho thấy cấu trúc sóng xác định trong các chuyển động của các ngôi sao quay quanh thiên hà. máy bay. Nói cách khác, hầu hết các ngôi sao trong đĩa đang theo dõi nhau trong một chuỗi hoặc xe lửa, như thể chúng đang nhấp nhô lên xuống trên HIỆN TẠI. Điều đó có nghĩa là họ chắc chắn đang dao động trên một dòng điện. Và điều này đã được dự đoán vào năm 1978!

Mặt trời của chúng ta tạo ra một từ trường trải dài dọc theo mặt phẳng xích đạo trong vòng xoắn ốc. Trường này trải dài khắp Hệ mặt trời nơi nó được gọi là Trường từ trường liên hành tinh. Năm 1965 John M., Wilcox và Norman F. Ness đã công bố phát hiện của họ về tờ Heliospheric Hiện tại Tấm cho thấy rằng từ trường quay của Mặt trời liên tục tạo ra sóng trong plasma của môi trường liên hành tinh.

Những sóng này tạo thành một sóng xoắn ốc Parker Parker và được mô tả dưới dạng dòng điện từ nhưng chúng cũng là sóng cơ học khiến cho các hành tinh tự dao động lên xuống khi chúng quay quanh Mặt trời. Vào năm 1978, Hannes Alfven và Per Carlqvist đã đề xuất rằng có một tờ Galactic Current Sheet tương tự mang dòng điện từ 10 ^ 17 đến 10 ^ 19 ampe qua mặt phẳng đối xứng của thiên hà.

Đồng ý? Điều đó khá nhiều giải quyết bí ẩn về sự dao động của các ngôi sao của Dải Ngân hà. Nhưng vấn đề ở đây là (ahem, ho hay ho) HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG CỦA CHÚNG TÔI KHÔNG PHẢI LÀ MỘT PHẦN CỦA CÁCH SỮA. Vào năm 1994, người ta đã phát hiện ra rằng chúng ta thực sự là một phần của Thiên hà hình elip lùn Sagittarius, hay gọi tắt là Sag-DEG, nằm trong POLB ORBIT 500 triệu năm quanh Dải Ngân hà.

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao họ nói Solar Apex của chúng ta ở gần Vega, nhưng bản thân Vega đang tiến về phía chúng ta nhanh gần gấp đôi so với khi chúng ta tiến về phía đó ??? Chà, vào cuối những năm 80, người ta đã phát hiện ra rằng gần như tất cả các ngôi sao quay quanh Dải Ngân hà dường như đang "mưa" xuống vị trí của chúng ta. Điều đó chỉ có nghĩa là Hệ Mặt trời của chúng ta đang di chuyển lên trên, ra khỏi Dải Ngân hà. Xin lỗi để thông báo cho các bạn, nhưng mặc dù các ngôi sao của Dải Ngân hà dao động lên xuống trong quỹ đạo 250 triệu năm của chúng, chúng ta không phải là một phần của điệu nhảy đó. Con đường của riêng chúng ta sẽ đưa chúng ta lên cao trên Thiên hà, với một khung cảnh ngoạn mục tại apogalacticon, và sau đó quay trở lại.