Mekanisme apa yang menyebabkan osilasi orbit tata surya tentang bidang galaksi?

Dalam sebuah makalah baru - baru ini ( rilis berita di sini ) Lisa Randall dan Matthew Reece mengusulkan bahwa cakram materi gelap bertepatan dengan bidang galaksi bersama dengan osilasi tata surya melalui bidang galaksi dapat menjelaskan periode 35 juta tahun kepunahan massal. Mereka mengusulkan bahwa tata surya melewati piringan materi gelap ini di bidang galaksi setiap 35 juta tahun, mengganggu tubuh di awan Oort dan menyebabkan beberapa dari mereka bertabrakan dengan Bumi. Gambar dari siklus yang diusulkan dari rilis berita di bawah ini.

Pertanyaan saya adalah: Mekanisme apa yang bertanggung jawab atas osilasi 35 juta tahun tentang bidang galaksi ini? Apakah ada tubuh pendamping matahari? Apakah kita mengorbit di sekitar salah satu lengan galaksi kita? Apakah ini fenomena yang terkenal atau mereka mengusulkan osilasi 35 juta tahun serta cakram materi gelap?

Penyebab osilasi yang tegak lurus terhadap bidang galaksi adalah gravitasi dari distribusi massa non-bola (diperlukan untuk pesawat elips Kepler ) di Bima Sakti. Sederhana, ada bidang galaksi padat. Kepadatannya tidak diketahui secara pasti; oleh karena itu ada beberapa ketidakpastian (beberapa juta tahun) tentang periode osilasi yang tepat. Detail lihat artikel ini , ayat 3.3.

Gagasan tentang korelasi kepunahan massal dengan osilasi ini bukan hal baru, berasal dari sekitar tahun 1970, atau lebih awal.

"Tata surya luar mungkin tidak mengandung planet raksasa gas besar, atau bintang kecil pendamping", lihat siaran pers ini .

Kami mungkin tidak mengorbit di sekitar lengan spiral.

Disk materi gelap adalah hipotesis, sebuah ide untuk diselidiki. Biasanya hanya sebagian kecil dari hipotesis semacam ini yang dapat dikonfirmasi secara pasti nanti, sebagian besar dari mereka dapat dikesampingkan setelah beberapa waktu, beberapa tetap tidak terpecahkan, beberapa dapat disempurnakan agar sesuai dengan pengamatan.

Saya mengirim jawaban untuk ini pada Fisika SE baru-baru ini, tetapi juga baru saja memiliki pertanyaan tentang ini dari jawaban Astronomi SE lainnya , jadi saya menambahkan ini di sini untuk kelengkapan.

$\rho(|z|)$$|z|$

$z=0$$\rho$$z=0$$g=0$$z$

Ini secara efektif menguraikan orbit Matahari menjadi orbit radial / tangensial plus gerakan vertikal, yang saya perlakukan di sini.

$\rho(z)$$z=0$$\rho_0$

Kepadatan cakram dekat Matahari telah diperkirakan 0,076 massa matahari per parsec kubik ( Creze et al. 1998 ). Dengan menggunakan nilai ini, kami mendapatkan perkiraan periode osilasi naik dan turun melalui bidang disk 95 juta tahun. Ini cukup dekat dengan nilai yang diterima dari 70 juta tahun mengingat perkiraan yang telah dibuat.

Dalam konteks pertanyaan Anda bertanya saya harus menambahkan bahwa kepadatan massa yang saya kutip di atas sebenarnya berasal dari posisi dan gerakan bintang di lingkungan matahari. Ketika makalah yang saya referensikan membahas, nilai yang mereka peroleh dekat dengan yang diperoleh dengan menghitung bintang dan menambahkan kontribusi gas dan debu. Sebenarnya ada sedikit bukti untuk materi gelap di disk dari pengukuran ini.

Hasil ini sepenuhnya konsisten dengan gagasan distribusi materi gelap yang 10x massa tampak tetapi simetris bulat bola, dan yang bertanggung jawab atas kurva rotasi Bima Sakti. Tidak banyak dari materi gelap ini yang ada di disk.

Akhirnya, gambarnya kurang tepat. Matahari hanya menyelesaikan sekitar 3 osilasi vertikal untuk setiap orbit di sekitar pusat Galaksi.

Gravitasi. Secara khusus, gravitasi dari massa bintang di disk.

Saat kami bergerak ke atas di atas disk, kami melambat. Amplitudo perpindahan vertikal adalah sekitar 70Pc, atau sekitar 110LY ke atas, 110LY turun dan kembali lagi selama sekitar 66 juta tahun.

Selain itu, kami beralih dari perigalacticon (8,130 PC, 26.100LY) ke apogalacticon (sekitar 9.040Pc 29.500LY) dan kembali, selama periode sekitar 170 juta tahun.

Ini terjadi karena perubahan jumlah massa yang terkandung dalam radius orbital yang bervariasi. Posisi vertikal saat ini adalah 17LY di atas bidang median dan persimpangan terakhir sekitar 3 juta tahun yang lalu.

Kami sekitar 26.540LY dari pusat dan akan mencapai perigalacticon dalam waktu sekitar 15 juta tahun.

Kecepatan saat ini untuk Sol adalah 255,2 ± 5,1 km / s. Sehubungan dengan Standar Istirahat Lokal (kecepatan rata-rata bintang-bintang di lingkungan) kecepatan kami memiliki 3 vektor. Ke dalam 7,01 ± 0,20 km / s, ke atas 4,95 ± 0,09 km / s, dan berputar (searah jarum jam di sekitar pusat) 10,13 ± 0,12 km / s.

Catatan: data saya berasal dari berbagai sumber dan mungkin tidak sepenuhnya akurat.

Selain itu, arah umum kecepatan Sol tidak menuju Vega. Mengingat posisi Sgr A * RA Kenaikan kanan 17h 45m 40.0409s dan Deklinasi −29 ° 0 ′ 28,118 ″, gerakannya adalah 90 ° di sekitar disk atau 6 jam di luar lokasi Sgr A *, sekitar 23 jam 45m RA, di dalam pesawat galaksi, sekitar 55 ° Deklinasi. Hanya sekitar 25m RA Timur dan 4 ° Selatan Caph (β Cassiopeia).

Osilasi ini sangat bisa diabaikan. Amplitudo osilasi pada tempat galaksi adalah 105 tahun cahaya di Max. Sedangkan matahari menghasilkan hampir 3 osilasi seperti itu dalam satu rotasi galaksi dalam periode 240 Juta LY. Ini berarti bahwa dalam perjalanan 40 MLY di bidang galaksi, matahari mencapai max amplitudo. Jadi, jika Anda menghitung sudut yang dibuat jalur sinusoidal dengan bidang galaksi, ia datang ke Tan inverse (105LY / 40MLY) = 0,016 derajat. Tidak ada apa-apa !!

Ok, sangat masuk akal bahwa gravitasi piringan Bimasakti menarik bintang-bintang ke atas dan ke bawah saat mereka mengitari orbit mengelilingi galaksi mereka. Tetapi ini tidak akan menjelaskan mengapa pengamatan 3-D baru-baru ini terhadap bintang-bintang terdekat menggunakan spektograf FLAMES-GIRAFFE pada Teleskop Sangat Besar ESO dan spektograf IMACS di Las Campanas Observatory menunjukkan struktur gelombang tertentu dalam gerakan bintang yang mengorbit Galaksi pesawat. Dengan kata lain, sebagian besar bintang dalam cakram saling mengikuti dalam rantai atau kereta, seolah-olah bintang-bintang itu bergerak naik turun di CURRENT. Yang berarti mereka pasti berosilasi pada arus. Dan ini diprediksi pada 1978!

Matahari kita menghasilkan medan magnet yang membentang di sepanjang bidang ekuator di heliosphere. Bidang ini membentang di seluruh Tata Surya di mana ia disebut "Medan Magnet Antarplanet". Pada tahun 1965 John M., Wilcox dan Norman F. Ness menerbitkan temuan mereka tentang "Lembar Lancar Heliosfer" yang menunjukkan bahwa medan magnet berputar Matahari secara konstan menghasilkan gelombang dalam plasma media antarplanet.

Gelombang-gelombang ini membentuk "Parker Spiral" dan dideskripsikan dalam bentuk arus elektromagnetik tetapi juga merupakan gelombang mekanis yang menyebabkan planet-planet itu sendiri berosilasi naik dan turun saat mereka mengorbit Matahari. Pada 1978 Hannes Alfven dan Per Carlqvist menyarankan bahwa ada "Galactic Current Sheet" yang serupa yang membawa arus listrik 10 ^ 17 hingga 10 ^ 19 ampere melalui bidang simetri Galaxy.

Baik? Itu cukup banyak memecahkan misteri osilasi bintang-bintang Bima Sakti. Tapi masalahnya di sini adalah (ahem, batuk batuk) SISTEM SURYA KAMI BUKAN BAGIAN DARI CARA SUSU. Pada tahun 1994 diketahui bahwa kita sebenarnya bagian dari Sagitarius Kurcaci Galaksi Elips, atau Sag-DEG singkatnya, yang dalam ORBIT POLAR 500 juta tahun di sekitar Bima Sakti.

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa mereka mengatakan Solar Apex kami berada di dekat Vega, tetapi Vega sendiri bergerak ke arah kami hampir dua kali lebih cepat daripada kami bergerak ke arah itu ??? Nah, di akhir tahun 80-an diketahui bahwa hampir semua bintang yang mengorbit di Bima Sakti tampaknya "menghujani" posisi kita. Yang hanya bisa berarti bahwa Tata Surya kita bergerak ke atas, keluar dari Bima Sakti. Maaf memberi tahu kalian, tetapi meskipun bintang-bintang di Bima Sakti bergoyang naik turun selama orbit 250 juta tahun mereka, kami bukan bagian dari tarian itu. Jalan kita sendiri akan membawa kita jauh di atas Galaxy, dengan pemandangan spektakuler di apogalacticon, dan kemudian kembali lagi.