Имеет ли сверхскопление Abell 1689 угловой момент?

Я специально не изучал это скопление галактик. Однако я могу говорить о таких системах, как скопления галактик, которые имеют большое количество тел, находящихся достаточно близко друг к другу, чтобы оказывать существенное гравитационное воздействие друг на друга. Для любой такой системы из n тел, где n велико (солнечная система, галактика, скопление галактик и т. д.), можно предположить, что 1. существует суммарный угловой момент системы и 2. разумно предположить, что этим угловым моментом нельзя пренебречь. Я формулирую 1 и 2, основываясь на следующем ( очень общая модель формирования Солнечной системы и галактического скопления).

Такие системы из n тел образуются при коллапсе очень большого количества газа, пыли и других минералов. Когда они полностью растянуты, эти облака холодные, скорость любой данной молекулы или атома в них сравнительно мала. Однако очень маловероятно, что полный угловой момент облака газа равен нулю и, что более важно, близок к нулю. Отсюда легко сделать вывод, что до тех пор, пока к системе не прикладывается угловой импульс, а масса не добавляется и не удаляется из системы, газовое облако может коллапсировать или рассеяться любым способом, согласующимся с сохранением углового импульса, а угловой момент системы не изменится. Таким образом, скопление галактик, подобное Abel 1689, должно иметь значительный угловой момент.

Но я пропустил самый важный логический шаг в приведенном выше рассуждении. Я просто снова предположил, что угловой момент газового облака не будет даже близок к нулю, что фактически сдвинуло уровень объяснения на один уровень вверх. К сожалению, лучший ответ на вопрос «почему газовые облака имеют значительный угловой момент?» требует объяснения, откуда взялись газовые облака. Насколько я понимаю, газовые облака, формировавшие скопления галактик, существовали только в очень ранней Вселенной. После того, как они схлопнулись в галактики, нет никакого процесса, который мог бы заставить скопление галактик (или даже галактику) настолько полностью рассеяться, чтобы образовалось новое газовое облако очень низкой плотности, которое может повторно коллапсировать. Таким образом,

Я не знаю, считается ли сумма углового момента во Вселенной равной нулю или какой-то конечной величине. Однако я знаю, что даже если он равен нулю, локализованные области материи в системе с нулевым угловым моментом также не обязательно должны иметь нулевой угловой момент. Таким образом, система Abell 1689 может быть одной из таких локальных областей с ненулевым угловым моментом.

Продолжение: согласно The Cosmic Perspective: Seventh Edition , при рассмотрении галактик, которые еще не столкнулись с другой галактикой, начальный угловой момент протогалактического облака вносит большой вклад в определение того, будет ли галактика спиральной или эллиптической.

Что касается скоплений эллиптических галактик, TCP говорит следующее: «Наблюдения за галактиками в скоплениях подтверждают идею о том, что по крайней мере некоторые эллиптические галактики являются результатом столкновений и последующих слияний. Эллиптические галактики доминируют в популяциях галактик в ядрах плотных скоплений галактик, где происходят столкновения. должно быть наиболее частым. Этот факт может означать, что любые спирали, когда-то существовавшие, стали эллиптическими в результате столкновений».

Таким образом, TCP предполагает в этом абзаце, что по крайней мере некоторые скопления содержат плотные ядра эллиптических галактик, возникшие в результате столкновений и слияний галактик, которые имели заметно разные угловые моменты, в результате чего появилась новая галактика с гораздо меньшим угловым моментом.

Но это тоже не ответ на ваш вопрос. Я также искал научные статьи, чтобы найти консенсус относительно того, каковы типичные характеристики углового момента, и нашел очень мало. В большинстве дискуссий о формировании скоплений галактик обсуждаются формирование и коллапс нитей. Единственная примечательная статья, которую я нашел, была написана Томом Кроуфордом из Чикагского университета: askanastronomer.org .

«Наиболее очевидный и бесспорный класс структур за пределами галактики — это группа или скопление галактик. Эти структуры состоят из десятков или тысяч отдельных галактик, которые связаны гравитацией друг с другом и вращаются вокруг общего центра. Этот центр не определяется какими-то огромный центральный объект, поскольку Солнце определяет центр нашей Солнечной системы, но вместо этого является центром всей массы в скоплении, включая темную материю.Фактически, темная материя доминирует в бюджете массы скоплений галактик, перевешивая обычную материю примерно в соотношении пять к одному».

Это описание предполагает нечто большее, чем просто «случайные» движения гравитационно ограниченных объектов (галактик), но ничего окончательно не говорит о суммарных угловых моментах этих систем.

Некоторые скопления галактик имеют глобальное вращение или градиенты скорости на луче зрения, вероятно, в результате предыдущих слияний. Доказательства этого исходят из анализа положений и красных смещений составляющих галактик ( Хванг и Ли, 2007 ). В принципе, подобные сигнатуры можно было бы поискать в рентгеновском излучении горячей внутрикластерной среды, но технологии пока нет ( Bianconi et. al. 2013 ).

Последнее исследование, которое мне удалось найти, — это исследование Manolopolou & Plionis (2017) с использованием данных SDSS DR10. Abell 1689 в их списке нет. Согласно более ранним исследованиям (например , Lokas et al. 2006 ), скоростная структура этого скопления сложна, с множественными структурами вдоль луча зрения. Сходство гравитационного потенциала скопления, выведенного из гравитационного линзирования и рентгеновского излучения газа при допущении гидростатического равновесия, предполагает, что вклад вращения или турбулентности во внутрископительной среде невелик ( Чернин и др., 2015 ).