Это подгонка под реальную галактику?

Нет — параметры являются игрушечными регуляторами. Реальные анализы используют модели наклонных колец, асимметричный дрейф и многокомпонентную подгонку.

Зачем складывать скорости квадратично?

Простое педагогическое разделение: кеплеровский спад, характерный для центральной области, плюс вклад протяжённого гало; такая комбинация выбрана для получения гладкой плоской внешней кривой, а не из решения уравнения Пуассона для конкретного ρ(r).

Кривая вращения галактики

Для приблизительно кругового движения в плоскости диска баланс центростремительных сил даёт v² = G M_вкл(r)/r в случае сферической симметрии как упрощённая модель. Если бы практически вся масса была сосредоточена во внутренней области галактики, внешние области демонстрировали бы кеплеровское поведение со скоростью v, убывающей как r^{-1/2}. Наблюдаемые спиральные галактики часто показывают почти плоские кривые вращения до больших радиусов, что подразумевает рост заключённой массы примерно линейно с радиусом во внешних частях — классическая мотивация для гало тёмной материи. Этот симулятор строит график смягчённого кеплеровского члена плюс вклад гало в стиле изотермического профиля, сложенные квадратично; модель иллюстративна и не является подгонкой к данным по нейтральному водороду.

Для кого: Введение в динамику галактик; дополняет страницы о космической лестнице расстояний и тени чёрной дыры.

Ключевые понятия

кривая вращения
кеплеровская
плоская кривая
заключённая масса
гало тёмной материи

Как это работает

Кривые вращения показывают зависимость орбитальной скорости v газа и звёзд от галактоцентрического радиуса r. Если бы практически вся масса находилась в ярком центре, внешний диск был бы кеплеровским: v ∝ r⁻¹/². У многих спиралей наблюдается приблизительно плоская зависимость v(r) до больших r, что означает, что заключённая масса растёт примерно ∝ r во внешних областях — это масса, не являющаяся светящейся, как звёзды и газ в отдельности. Эта страница не соответствует реальным данным; она накладывает сглаженный кеплеровский спад на простой вклад протяжённого гало, чтобы показать, как дополнительная масса на большом радиусе выравнивает кривую. Тёмная материя — одно из объяснений; существуют альтернативы (MOND и др.) — здесь суть в кинематической загадке.

Основные формулы

Окружная скорость: v² = G M_enc(r) / r

Кеплер (точечная масса): v ∝ r^{-1/2} на больших r

Плоское v ⇒ M_enc ∝ r во внешних частях (схема)

Часто задаваемые вопросы

Это подгонка под реальную галактику?: Нет — параметры являются игрушечными регуляторами. Реальные анализы используют модели наклонных колец, асимметричный дрейф и многокомпонентную подгонку.
Зачем складывать скорости квадратично?: Простое педагогическое разделение: кеплеровский спад, характерный для центральной области, плюс вклад протяжённого гало; такая комбинация выбрана для получения гладкой плоской внешней кривой, а не из решения уравнения Пуассона для конкретного ρ(r).

Другие симуляторы в этой категории — или все 51.

Вся категория →

НовоеШкольные

Жизненный цикл звезды

Облако → ГП → гигант/СН → БК / НЗ / ЧД в зависимости от начальной массы (схематично).

Запустить симулятор

НовоеШкольные

Метод лучевых скоростей для экзопланет

K из масс и P; синусоидальная V_r(t); M sin i.

Запустить симулятор

НовоеШкольные

Транзит экзопланеты (кривая блеска)

Перекрытие равномерного диска; R_p/R_*; прицельный параметр b; F(t) в зависимости от периода.

Запустить симулятор

НовоеШкольные

Транзит экзопланеты (потемнение к краю u₁, u₂)

Квадратичное лимб-затемнение на диске; F(t) интегрированием по сетке; пресет «как TESS» для Солнца рядом со страницей равномерного диска.

Запустить симулятор

НовоеУниверситет / научные

Сфера влияния (Хилла)

r_H ≈ a (m/3M)^(1/3): схематичная орбита вторичного тела и радиус сферы Хилла в зависимости от масс и a.

Запустить симулятор

НовоеШкольные

Измерение скорости света c (игрушечная модель метода времени пролёта)

c ≈ 2D/Δt для пути туда и обратно; схематичный путь + контекст опытов Физо/Фуко.

Запустить симулятор

Кривая вращения галактики

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы

Ещё из «Астрономия и небо»

Жизненный цикл звезды

Метод лучевых скоростей для экзопланет

Транзит экзопланеты (кривая блеска)

Транзит экзопланеты (потемнение к краю u₁, u₂)

Сфера влияния (Хилла)

Измерение скорости света c (игрушечная модель метода времени пролёта)

Кривая вращения галактики

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы