Движение звезд в галактиках

[AntonK]

А каким образом было установлено, что звезды постепенно "падают" в центр галактики, а не наоборот - разлетаются от центра? Или они вообще никуда не падают и не разлетаются, а вращаются по круговым орбитам?

[xd]

В большинстве своём вращаются по орбитам. Далеко не круговым, но всё же орбитам.

[Monstr]

А кто вам сказал, что звезды падают в центр? Если бы так было, то за время существования галактик все их вещество было бы поглощено центральной массой. А также была бы зависимость распределения вещества в галактиках от их возраста, но этого не наблюдается. Падать в центр могут лишь самые близкие к центру звезды в силу того, что есть сильное приливное взаимодействие, да и концентрация звезд больше, их гравитационное взаимодействие может "случайно" завернуть кого-нибудь в центр-ловушку. А так 99.9% звезд летают себе по своим орбитам и падать никуда и не думают.

[Змей Петров]

В большинстве своём вращаются по орбитам. Далеко не круговым, но всё же орбитам.

В диске звезды движутся по орбитам близким к круговым.

[sanches80]

А кто вам сказал, что звезды падают в центр? Если бы так было, то за время существования галактик все их вещество было бы поглощено центральной массой

А допустим если взять в рассмотрение 1000 триллионов лет. Какая часть вещества все-таки упадет на центр? Как ни крути, а какие-то потери все-таки должны быть и вещество будет приближаться к центру.  Какие-то совсем грубые оценки есть?

Ну если 1000 триллионов маловато, можно еще порядка 2 добавить к величине.

[Змей Петров]

А допустим если взять в рассмотрение 1000 триллионов лет. Какая часть вещества все-таки упадет на центр? Как ни крути, а какие-то потери все-таки должны быть и вещество будет приближаться к центру.  Какие-то совсем грубые оценки есть?

Газ реально падает к центру(без всяких тысяч триллионов лет).
Но газа в Галактике не так уж много(~10% от массы звезд). И в процессе его падения видимо происходят какие-то ещё процессы... Тут надо спросить специалистов.

[azimuth]

А допустим если взять в рассмотрение 1000 триллионов лет. Какая часть вещества все-таки упадет на центр? Как ни крути, а какие-то потери все-таки должны быть и вещество будет приближаться к центру.  Какие-то совсем грубые оценки есть?

Если верить книжке Фред Адамс; Грег Лафлин; "Пять возрастов Вселенной", черные дыры поглотят бОльшую часть и будут доминировать во вселенском "зоопарке" где-то к 10^39 годам от Сотворения Мира Большого Взрыва. Вообще, насколько знаю, еще не все понятно с динамикой расширения Вселенной, может вообще раньше население галактик окажется гравитационно не связанным прежде чем сколько-нибудь значительная часть попадает на центральные массивные объекты. Это как прогноз погоды - чем дальше от текущего момента, тем менее точный прогноз.

Откуда знают орбиты? - Мгновенные радиальные составляющие (т.е. в сторону наблюдателя) скорости звезд измеряются по допплеровскому сдвигу, для этого не надо ждать тысячи лет, чтобы визуально засечь траекторию. Наблюдая однотипные галактики под разными углами можно примерно составить представление об орбитах звезд в них.

[Amadeus]

Звёзды за счет взаимодействия с межзвёздной средой теряют какую то часть своей кинетической энергии, соответственно и орбита их будет понижаться. Вопрос только за какой промежуток времени она понизится настолько, что звезда окажется в центре. Видимо это намного больше, чем время жизни самой звезды.

[Klapaucius]

Вопрос только за какой промежуток времени она понизится настолько, что звезда окажется в центре. Видимо это намного больше, чем время жизни самой звезды.

Все звёзды почти вечны. В виде БК, НЗ или ЧД. И отходы при их преобразовании немалые (из них возникают звёзды последующих поколений). Часть материи галактик, в разном виде, конечно из них улетает, и к другим прибивается редко (уж очень разрежена межгалактическая среда). Плюс потери на излучение. Уменьшаются или увеличиваются ли сейчас галактики в среднем, в размерах? Вряд ли это достоверно известно, за миллиарды световых лет тенденций не замечено. Какой-то период, миллиарды лет, по идее увеличивались или увеличиваются, теряя в плотности и разбрасывая материю с излучением, во всех видах, вовне. Потом очень долгое схлопывание оставшейся материи, вероятно в центральную ЧД (под действием среды, трение). Тут опять же, может не хватить времени, может барионное вещество с любых тел рассеется быстрее.

[konstkir]

Тут четко надо обозначить вводные.
Отбросить модели быстрой гибели Вселенной за десятки млрд.лет:
Коллапс - Большой хлопок. Большой разрыв. Фазовый переход Ложного вакуума.
    По действующей парадигме у Вселенной - астероидов, планет, звездных гробниц, галактик - Гуголы лет, даже если протон не вечен.
  Галактики укрупняются с рождения до полного объединения гравитационно-связанных скоплений галактик за десятки порядков лет.
  При этом идет конкуренция поглощения звезд, их гробниц и др. в центре галактик и вышвыривания оных при различных гравитационных маневрах и катаклизмах.   
  Похоже, в итоге, (например И.Д Новиков - Как ворвалась Вселенная) рассеяние объектов и вещества побеждает и от скоплений в итоге остается 10-20% массы в виде Супер СЧД.
 Далее, идет испарение ЧД, СЧД и распад протонов. В итоге через Гуголы лет во Вселенной остаются фотоны, э-ны, позитроны... невидимые друг другу из-за жутких расстояний и скоростей.

Все схемы приблизительны, числа точно не просчитаны как и многое в астрофизике.

[Amadeus]

Далее, идет испарение ЧД, СЧД и распад протонов. В итоге через Гуголы лет во Вселенной остаются фотоны, э-ны, позитроны... невидимые друг другу из-за жутких расстояний и скоростей.

Вот тут пишут:

10^141 лет  Аннигиляция атомов позитрония. Оставшаяся во Вселенной материя представлена электронами, нейтрино и фотонами с исчезающе малой из-за красного смещения энергией. На один электрон приходится объём пространства, превышающий современную видимую вселенную в 10^10^131 раз. Космологическая тепловая смерть.

http://robert-ibatullin.narod.ru/orbis-futurus/chrono-future.html

[Змей Петров]

Amadeus, просто АХРЕНЕТЬ...
Без всяких шуток.
10¹⁴¹ лет - это наше ВСЁ! А то - восемьсот миллионов лет..... мелко мыслим.
С другой стороны - для нас это АБСОЛЮТНО НЕВООБРАЗИМЫЙ СРОК.
Но с третьей стороны - мы же явно не одиноки во Вселенной... Мало ли кто в ней обитает. Может для них наш миллиард лет - фемтосекунды...
В общем - Волосы дыбом от таких прогнозов.

Кстати, почему именно 141-я степень, а не 139-я, или 145-я к примеру?

[Shandrik]

10¹⁴¹ лет - это наше ВСЁ!
...
Может для них наш миллиард лет - фемтосекунды...

При 141 степени фемтосекунды не помогут...

[Змей Петров]

При 141 степени фемтосекунды не помогут...

Не вижу проблем. Только подходящую приставку к секунде придумать

[Monstr]

Кому интересно вышла статья о кинематике газа внутри центральных 250 пк:
http://adsabs.harvard.edu/abs/2016arXiv160103732H

[Monstr]

Откуда знают орбиты? - Мгновенные радиальные составляющие (т.е. в сторону наблюдателя) скорости звезд измеряются по допплеровскому сдвигу, для этого не надо ждать тысячи лет, чтобы визуально засечь траекторию. Наблюдая однотипные галактики под разными углами можно примерно составить представление об орбитах звезд в них.

Не совсем так.
Радиальные скорости, действительно, из доплеровского смещения по спектрам определяются, а тангенцальные компоненты для относительно близких звезд - -это собственные движения, например, из проекта Tycho. Если таких измерений нет, то можно оценить скорости, зная расстояние от центра Галактики и от нас. В итоге имеем вектор скорости. Далее, задавая модель гравитационного потенциала Галактики (ядро+балжд+диск+гало+рукава), мы имеем всё необходимое для расчета движения звезды в Галактике методом численного интегрирования, которое и даст нам в итоге орбиту звезды.

[Змей Петров]

Кому интересно вышла статья о кинематике газа внутри центральных 250 пк:

Оно конечно интересно, и спасибо за ссылку!
Но лично я не до такой степени владею английским и астрофизикой. Не могли бы вы вкратце(если это возможно) изложить суть работы?

[azimuth]

а тангенцальные компоненты для относительно близких звезд - -это собственные движения, например, из проекта Tycho. Если таких измерений нет, то можно оценить скорости, зная расстояние от центра Галактики и от нас.

Спасибо за уточнение.

[-Юрий-]

Вот тут пишут:

10^141 лет  Аннигиляция атомов позитрония. Оставшаяся во Вселенной материя представлена электронами, нейтрино и фотонами с исчезающе малой из-за красного смещения энергией. На один электрон приходится объём пространства, превышающий современную видимую вселенную в 10^10^131 раз. Космологическая тепловая смерть.

А если представить, что через несколько миллионов лет, или миллиардов, человечество достигнет такого уровня знаний и способностей, что сможет влиять даже на Вселенную, и все ужасные прогнозы о её гибели сможет предотвратить? Солнце ещё будет таким же, с Землёй тоже ничего не случится, так что цивилизация будет развиваться. И если не всю Вселенную, но какую-то часть сможет сохранить от распада. Даже одной Галактики достаточно для жития и процветания многих и многих цивилизаций. Учитывая невозможность передвижения быстрее скорости света, большего пространства для жизни и не нужно.

[Monstr]

А если представить, что через несколько миллионов лет, или миллиардов, человечество достигнет такого уровня знаний и способностей, что сможет влиять даже на Вселенную, и все ужасные прогнозы о её гибели сможет предотвратить? Солнце ещё будет таким же, с Землёй тоже ничего не случится, так что цивилизация будет развиваться. И если не всю Вселенную, но какую-то часть сможет сохранить от распада.

Представить можно всё, что угодно. Но в настоящее время человечество стремится погубить и себя и планету.