Los últimos días he estado estudiando las curvas de rotación de galaxias de disco y actualmente estoy tratando de entender cómo podemos extraer información acerca de la materia oscura de la galaxia, buscando su sentido de rotación de la curva. Un típico y que se porten bien la rotación de la curva de un disco de la galaxia se eleva rápidamente en el inicio, luego se dispara y produce una "joroba"/"bump" y, a continuación, permanece constante (o ligeramente decreciente). Me gustaría preguntar exactamente qué causa la "joroba"/"bump" en la rotación de la curva y lo que nos puede decir acerca de la galaxia.
Respuesta
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La primera cuesta que se ve es causado por el disco galáctico. El potencial gravitacional para esta está dada por* $$ \Phi_{disco}=-\frac{GM_{disco}}{\left(r^2+(a+\sqrt{b^2+z^2})^2\right)^{1/2}} $$ donde $a$ es el radio de la escala de la disco, $b$ la altura de escala, y todas las otras variables tienen su significado usual. La velocidad de rotación es entonces la raíz cuadrada de la $r$-derivado de la $\Phi$ veces r: $$ v_{rot,disco}=\left(\frac{GM_{disco}r^2}{\left(r^2+(a+\sqrt{b^2+z^2})^2\right)^{3/2}}\right)^{1/2} $$ Si usted esta parcela (con las unidades apropiadas), usted debe conseguir que el primer bache de preguntar acerca de.
Este particular golpe nos puede decir dos cosas:
- El radio de la escala
- La masa del disco
Un menor valor de $a$ conducirá a un pico en el más corto de $r$ mientras que también aumenta la velocidad de rotación; un mayor $a$ va a conducir a lo contrario cambiar. Un mayor $M_{disk}$ va a producir un mayor pico de velocidad de rotación (suponiendo que fija $a$, de su modelo de pico ocurren en el mismo punto).
*Existen otros modelos de potenciales, consulte la Sección 7.4 de este enlace; el modelo que estoy usando se llama la Miyamoto-Nagai potencial.
