Gashalo unserer Milchstraße

Diese Frage bezieht sich auf einen diffusen Heißgashalo unserer Milchgalaxie. Ich habe gelesen, dass unsere Galaxie von einem heißen, diffusen Gashalo umgeben ist (NED, Caltech)

Ich habe mich gefragt, warum ein solcher Heiligenschein existieren kann. Warum kollabiert es nicht zu einer Scheibenform? Liegt es daran, dass das Gas selbst noch heiß ist und daher vom Potenzial der Galaxie weitgehend unbeeinflusst bleibt?

Antworten (1)

Die Skalenhöhe von Gas in einer Scheibe (wenn sie im Gleichgewicht wäre) ist ungefähr k T / m g , wo T ist die Temperatur, g ist das Gravitationsfeld, m die mittlere Masse eines Gasteilchens und k die Boltzmann-Konstante.

Wenn wir davon ausgehen, dass sich die meiste Masse in einer dünnen Scheibe befindet, dann sagt uns das Gaußsche Gravitationsgesetz das g = 2 π G σ , wo σ ist die Masse pro Flächeneinheit in der Scheibe. Laut Rix & Bovy, σ 70 M Stk 2 am Standort der Sonne ( http://arxiv.org/abs/1309.0809 ).

Wenn wir Wasserstoffgas annehmen, dann ist die effektive Teilchenmasse die eines Protons, und das bedeutet, dass die Gasskalenhöhe ist

H = 4300 ( T 10 6   K )   p c

Daher wird Gas, das heißer als eine Million Grad ist, eine sehr beträchtliche Skalenhöhe haben und es wird nicht erwartet, dass es auf die Scheibe der Milchstraße beschränkt ist.

Vielen Dank für Ihre überlegte Antwort, Rob. Ich habe einige weitere Fragen. Wenn die Abkühlung nicht schnell erreicht wird, bedeutet dies dann, dass der Gaskollaps aufgrund der zunehmenden Druckkraft aufgrund der thermischen Energie des Gases schließlich aufhört? Ich denke, dass dies dann aufrechterhalten werden könnte, wenn eine Energiezufuhr erfolgt, bei der das Gas auf eine Temperatur erhitzt wird, die mit der Virialtemperatur des Halo vergleichbar ist, um die Druckkraft aufrechtzuerhalten ...?
@MichaelJRoberts Ja, das hydrostatische Gleichgewicht ist eine sehr grobe Annäherung. Es gibt Energieeinträge - zum Beispiel Schockwellen von Supernovae. Außerdem ist das Gas nicht sehr dicht und die Kühlzeiten sind lang und die Kühlung ist weniger effizient, sobald die Temperatur eine Million Grad überschreitet. Wenn ich richtig gerechnet habe, für Gasdichten von 10 4 pro cm³ und T = 2 × 10 6 K braucht das Gas Milliarden von Jahren, um abzukühlen, auch ohne Energiezufuhr.