Учитывая температуру, состав, плотность столба и радиальную скорость, могу ли я найти объемный поток газового облака?

У нас есть горячая звезда посреди газового облака. Наводим спектрометр на звезду, вычисляя следующие атрибуты нашего луча зрения на звезду через облако:

  • Общее количество различных элементов и молекул (H, H2, C, O, N, CO, множество ионов всего вышеперечисленного) вдоль луча зрения (единицы числа/см^2)
  • Средняя температура атомов в поле нашего зрения
  • Средняя радиальная скорость атомов на нашем луче зрения

Все лучевые скорости примерно одинаковы, поэтому мы делаем вывод, что луч зрения представляет собой более или менее один когерентный сгусток газа. Хороший!

Теперь сама звезда, которая освещала луч зрения, движется к нам со скоростью около 40 км/с, а наблюдаемый нами кусок газового облака движется со скоростью около 20 км/с. Кроме того, из сравнения светимости звезды с температурой газа мы заключаем, что газовое облако удалено от звезды на световой год или два.

Учитывая всю эту информацию, вот ваша задача: если мы возьмем другой спектр того же луча зрения через десять лет, будет ли это та же самая капля газа?

Сразу скажу, радиальная скорость приблизит газ к звезде всего на 0,002LY, что намного меньше, чем нам нужно. Итак, другими словами, учитывая все вышеизложенное, можете ли вы сделать какой-либо вывод о поперечной скорости облака? Можете ли вы что-нибудь сказать об объемном потоке и определить, вероятно ли, что газ в пределах нашей видимости сместился относительно звезды?

Моя физическая интуиция подсказывает, что вы ожидаете, что да, поскольку лучевые скорости настолько разные, но я не совсем уверен - радиальная скорость не обязательно подразумевает что-либо о поперечной скорости. Или это так?

Если вы собираетесь смотреть только на одну звезду, вам придется сделать некоторые предположения о структуре облака, если вы хотите связать изменение сигнала с поперечным движением.
@gigacyan Верно. Что это за предположения?
Я не специалист, но есть люди, которые моделируют такие газовые облака и, может быть, они смогут отнести ваше газовое облако к тому или иному типу по химическому составу.
Прежде всего: в чем разница между композицией и «Общим количеством различных элементов»? А то я совершенно не понимаю вопроса. «Я смотрю на солнце и вижу облако между ними. Будет ли это то же самое облако, если я посмотрю на солнце через полчаса?»
@Kostya Да, это лишнее - отредактировал, чтобы исправить. Что касается второго вопроса - это суть, но он не так тривиален, как вам хотелось бы думать. Облако и звезда движутся. Если они движутся с одинаковой скоростью, мы видим один и тот же участок облака. Даже если это не так, важно знать, насколько различаются скорости. Зная это, мы можем оценить, насколько далеко друг от друга находятся два измерения в пространстве, а не только во времени; это оказывается очень важным для понимания других свойств облака.

Ответы (1)

Лучевая скорость не может дать нам никакой информации непосредственно о поперечной скорости. Но это дает ключ к разгадке того, что звезда и газовое тело не принадлежат к одной и той же динамической системе. Так что вряд ли они будут держаться неподвижно друг за друга на спроецированной 2-D плоскости. Если сравнительное поперечное движение находится на том же уровне радиальной скорости, например, 60 км/с, то через 10 лет объем газа сдвинется 60 / 3 Е + 5 * 10 "=" 0,018 л у , что в 20 раз больше орбиты Плутона (максимум 0,00085 световых лет). Это небольшая шкала для объема газа. Но он может быть достаточно большим для изменения плотности столбцов элементов (из-за распределения элементов и эффекта проекции). Вы могли наблюдать небольшие изменения формы некоторых линий поглощения. Но, как уже упоминалось gigacyan, имея только одну звезду, очень сложно определить направление и скорость поперечного движения. Если вы сделаете какое-то предположение, например, примете объем за сферу, тогда вы сможете что-то исследовать.

Более того, и звезда, и газовая масса не изолированы в пространстве, существуют ограничения по скорости из-за их положения в Галактике, на диске, в балдже или гало и т. д. На их основе можно дать разумные оценки.

Хороший ответ. Вы говорите, что они вряд ли останутся рядом друг с другом на двумерной проецируемой плоскости. Но можно ли хотя бы оценить, насколько это маловероятно? Обычно вы хотели бы делать такие вещи, вычисляя ожидаемое значение скорости путем интегрирования по некоторому распределению скоростей. Может быть, есть какой-нибудь дистрибутив, который был бы примерно годен для этой цели?
Второй комментарий: почему вы говорите, что поперечное движение совпадает с радиальной скоростью?
Пример скорости предназначен только для того, чтобы получить представление о возможном масштабе. Не принимайте это всерьез. Что касается распределения сравнительной поперечной скорости, то, конечно, мы можем оценить возможность скорости меньше определенного значения для двух независимых объектов. Но этот случай может быть упрощен их положением, взять типичное значение близлежащего объекта, возможно, хорошее приближение.
Учитывая температуру, состав, плотность столба и радиальную скорость, могу ли я найти объемный поток газового облака?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v