Какова достаточно точная, но простая модель гравитационного поля Млечного Пути?

Я составляю игрушечную программу, которая показывает, как звезды движутся в галактике.

Чтобы запустить симуляцию, мне нужно знать силу гравитационного поля Млечного Пути в любом месте в нем. Я ищу модель (например, набор равномерно плотных плоскостей/стержней), а не базу данных потенциалов.

Где взять такую ​​модель?

Я мог бы просто построить бесконечную плоскость с одинаковой плотностью, но достаточно ли этого? Это всего лишь игрушка, поэтому я ищу что-то, что сохраняет целостность общей формы и статистики галактики, а не беспокоится о конкретном местоположении какой-либо конкретной звезды.

Соответствующая ссылка: astro.cornell.edu/academics/courses/astro201/rotation_flat.htm В нем говорится, что масса пропорциональна расстоянию.

Ответы (2)

Прежде всего обратите внимание, что существует три различных источника гравитационного потенциала: диск, выпуклость и темное гало.

Есть несколько различных моделей гравитационного поля диска, две из наиболее распространенных потенциалов:

  • Модель Кузьмина:
    Φ ( р , г ) знак равно − грамм М р 2 + ( а + | г | ) 2
  • Модель Миямото-Нагаи:
    Φ ( р , г ) знак равно − грамм М р 2 + ( а + г 2 + б 2 ) 2
    куда а а также б являются масштабными длинами.

Для выпуклости вы можете использовать сферически симметричные потенциалы, такие как

  • Пламмер модель:
    Φ ( р ) знак равно − грамм М р 2 + а 2
  • Модель Джаффе:
    Φ ( р ) знак равно грамм М а п ⁡ ( р р + а )
    куда а также является масштабной длиной и не обязательно такой же, как у диска.

Темный ореол принимает сферическую форму,

Φ ( р ) знак равно 1 2 В час 2 п ⁡ ( р 2 + а 2 )
куда В час - лучевая скорость галактики на дальних расстояниях ( ∼ 200 км/с) и а другая длина шкалы, которая не обязательно совпадает с указанной выше.

Смотрите также

Отличные ресурсы, спасибо. Быстрая проверка работоспособности -- поскольку положения звезд обычно указываются в гелиоцентрических координатах, придется ли мне поворачивать их все так, чтобы солнце было поднято над центральной плоскостью, чтобы оказаться в той же системе координат, что и в вашей второй ресурс?
Оба источника используют галактоцентрические координаты. В таком случае наше солнце р ∼ 8,5 к п с а также г ∼ 100 ПК.
Я только что прочитал это более подробно. Не могли бы вы подтвердить, что я правильно понял? Потенциал всегда будет направлен по оси север-юг, поэтому я должен принять ∂ ∂ г чтобы получить ускорение, да? Кроме того, каковы единицы G? Большое спасибо.
Проблема в том, что кинематика рассчитывается в прямоугольных координатах. Как мне это перевести? Кроме того, G обычно имеет эти единицы измерения, но эти уравнения в кпк и солнечных массах, поэтому не изменится ли постоянная?
Вы всегда можете преобразовать координаты . Ссылка для грамм содержит значение с другими системами единиц, но я предполагаю, что вы сможете преобразовать его точно так же.
Я могу преобразовать в цилиндрические координаты без проблем, но когда я применяю ∇ Ψ как интерпретировать это уравнение ? Что означают эти шляпы? Результат в декартовых координатах? Если нет, то как мне интерпретировать добавление терминов?
Это единичные векторы в радиальном, азимутальном и осевом направлениях. Вы должны преобразовать их в соответствующие декартовы единичные векторы (сделано в предыдущей ссылке).
У меня проблемы с концепцией недекартова вектора. Векторы определяются линейностью, не так ли?
Если под «линейностью» вы подразумеваете, что они линейно независимы, то это, как правило, верно. Если вам так удобнее, вы всегда можете использовать р 2 знак равно Икс 2 + у 2 для цилиндрических потенциалов ( Φ ( р , г ) ) а также р 2 знак равно Икс 2 + у 2 + г 2 для сферических потенциалов ( Φ ( р ) ).
Я имею в виду Φ ( а , б ) + Φ ( п , д ) ≠ Φ ( а + п , б + д ) , Правильно? И из-за этого я не могу просто трансформироваться ∇ Φ ( р , г ) в евклидовы координаты, чтобы получить евклидов вектор, который соответствует ∇ Φ ( Икс , у , г ) могу я?
Нет, вы можете сделать векторное преобразование ∇ Φ ( р , г ) к ∇ Φ ( Икс , у , г ) . Это может быть сложно (не делал этого), но это абсолютно возможно. Мое предложение состояло в том, чтобы Φ ( р , г ) → Φ ( Икс , у , г ) а затем возьмите градиент, чтобы получить свою силу.

Получение галактической массы из вращения имеет следующую диаграмму (справа) для замкнутой массы как функции радиуса.

рис

Какова достаточно точная, но простая модель гравитационного поля Млечного Пути?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v