עקומת סיבוב של גלקסיה

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
עקומות סיבוב של גלקסיות. סירטוט סכמתי. הקו המקוקו מציין את התחזית מחוקי ניוטון ואילו הקו הרציף מציין את התצפיות.

עקומת סיבוב של גלקסיה (באנגלית galaxy rotation curve) הינה עקומה בה מסורטטים מהירות הסיבוב של כוכבים וענני גז בגלקסיה (בציר האנכי) כתלות במרחק ממרכז הגלקסיה (הציר האופקי).

חומר אפל ועקומות סיבוב

עקומות סיבוב של גלקסיות. התצפיות הספקטרוסקופיות נעשו באמצעות הטלסקופ של מצפה הכוכבים ע"ש וויז, של אוניברסיטת ת"א, במצפה רמון.

על פי תורת הכבידה של ניוטון כח הכבידה בין שני גופים מתכונתי למכפלת המסות שלהם ולאחד חלקי ריבוע המרחק בינהם. על כן מדידת מהירות הסיבוב של גלקסיות כתלות במרחק ממרכז הגלקסיה מאפשרת לנו לאמוד את כמות המסה הפנימית למרחק הנ"ל.

אם נניח כי כל המסה בגלקסיה היא מסה אותה אנו רואים, כגון כוכבים וגז אזי ניתן לצפות כי בגלקסיות ספירליות, מהירות הסיבוב של הכוכבים בחלקים החצוניים של הגלקסיה תרד כשורש המרחק (הקו המקוקו בסירטוט, ראו גם: חוקי קפלר). אבל בשנות השישים של המאה ה-20 מדידות של עקומת סיבוב של גלקסיות ספירליות הראו כי לא כך הדבר, ולמעשה המהירות קבועה (פחות או יותר) עם המרחק (קו רציף הסירטוט). ההבדל בין עקומת הסיבוב התאורטית לנצפית מוסבר ע"י נוכחות של חומר נוסף בגלקסיה שאותו אנו לא רואים מאחר והוא אינו פולט קרינה אלקטרומגנטית. חומר זה קרוי חומר אפל וכיום טיבו איננו ידוע.

לדוגמא בתמונה, ניתן לראות את מהירות הסיבוב של הגלקסיות NGC1052 ו- NGC1023 כתלות במרחק הזוויתי ממרכז הגלקסיה. ממדידות כאלו ניתן לחשב את המסה הכוללת בגלקסיות. העקומות באיור הוכנו באמצעות תצפיות ספקטרוסקופיות שנעשו באמצעות הטלסקופ של מצפה הכוכבים ע"ש וייז, של אוניברסיטת ת"א, במצפה רמון. כך ניתן להסיק על מסת הגלקסיה כולל מסת החומר האפל מתוך מדידת החומר הנראה בלבד.

נוכחות החומר האפל עיקבית עם התאוריה המקובלת כיום להווצרות מבנים ביקום, עם התצפיות בקרינת הרקע הקוסמית וכן עם מדידות מסה של גלקסיות באמצעות עידוש כבידתי.

הסברים חילופיים

ישנן תאוריות אחרות אשר מנסות להסביר את עקומות הסיבוב השטוחות של הגלקסייות. הבולטת ביותר היא מונד (MOND modified Nowtonian dynamics) אשר הוצעה ע"י מורדכי מילגרום ממכון וייצמן למדע בשנת 1981. תאוריה זו משנה את החוק השני של ניוטון (F=ma ) בתאוצות קטנות כמו אלו הדומיננטיות בחלקים החיצוניים של גלקסיות. תאוריה פנומנולוגית זו מציעה שבתאוצות קטנות הכח פרופרציונלי לתאוצה בריבוע.

ראו גם


הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


סמדר נאוז