Was ist am Rand der Galaxie?

Es wird angenommen, dass das Sonnensystem eine Heliopause hat , die für viele Zwecke als Rand angesehen werden kann:

Die Heliopause ist die theoretische Grenze, an der der Sonnenwind der Sonne durch das interstellare Medium gestoppt wird; wo die Stärke des Sonnenwindes nicht mehr groß genug ist, um die Sternwinde der umgebenden Sterne zurückzudrängen. Dies ist die Grenze, an der sich das interstellare Medium und der Sonnenwinddruck ausgleichen.

Heliopause: die Grenze zwischen Sonnenwind und interstellarem Wind, wo sie im Gleichgewicht sind.

Gibt es ein ähnliches Phänomen an der Schnittstelle zwischen dem von der Milchstraße dominierten Raum und dem intergalaktischen Raum?

Was befindet sich am Rand der Milchstraße?

@SirCumference Ich denke, das ist so ziemlich die gestellte Frage.
@Hohmannfan Ich würde sagen, er fragt danach, was am Rande der Milchstraße liegt. Oder vielleicht hat sein Titel nichts mit der eigentlichen Frage zu tun.
Außerdem wird das Sonnensystem normalerweise durch die Objekte definiert, die die Sonne umkreisen – das heißt, alles innerhalb der Sphäre des Sonnenhügels.
@SirCumference Wie im Fragetext angegeben, denke ich (vorläufig) an "den Rand der Galaxie" als Schnittstelle zwischen dem von Kräften in der Galaxie dominierten Raum und dem Raum dahinter / intergalaktischen Raum. Es kann eine unscharfe Grenze sein; Es kann keine genaue Linie geben. Oder vielleicht ist es zu einem bestimmten Zeitpunkt genau, schwankt aber im Laufe der Zeit aufgrund dynamischer Wechselwirkungen zwischen den beiden Regionen.
@SirCumference Dies ist analog zur "Heliopause", die für viele Zwecke als Rand des Sonnensystems angesehen wird. Zum Beispiel gab die NASA bekannt, dass Voyager 1 den interstellaren Raum erreicht hatte, als sie die Heliopause überquert hatte: Voyager 1 Reaches Interstellar Space
@SirCumference Ich weiß nicht, ob es in der äußeren Galaxie ein analoges Phänomen gibt. Ich bin offen für andere Definitionen von "dem Rand der Galaxis", wenn es bessere Möglichkeiten gibt, darüber nachzudenken.
@lycan Die Heliopause basiert auf einem Feld, das eine genaue Größe hat, die wir linear von der Quelle aus messen können. Die Galaxie hat, soweit ich weiß, so etwas nicht. Es hängt auch davon ab, was Sie als "Teil des x" bezeichnen. Viele Leute würden die Oortsche Wolke zum Beispiel nicht als Teil des Sonnensystems betrachten, ob Sie sich so weit erstrecken oder nicht, und Sie könnten dasselbe mit der Galaxie haben, aber schlimmer, weil Sie einen Stern möglicherweise nicht als Teil der Galaxie betrachten, obwohl er sich innerhalb dessen befindet, was Sie für die Galaxie halten, und Galaxien werden ziemlich genau durch Sterne definiert ...

Antworten (3)

Die kurze Antwort lautet: wahrscheinlich nicht viel, denn Galaxien sind sehr unscharfe Objekte ohne "Kanten".

Wenn Sie sich die Sternscheibe ansehen, verblasst sie einfach in der Dichte, ohne Anzeichen für eine scharfe Grenze (dies gilt für Scheibengalaxien im Allgemeinen). Es kann an einem bestimmten Radius einen "Bruch" geben oder auch nicht, aber dies markiert nur den Beginn eines steileren Dichteabfalls, keine "Kante" im eigentlichen Sinne. Die Gasscheibe erstreckt sich noch weiter nach außen (d. h. weiter nach außen, als wir die Sterne in der Scheibe leicht verfolgen können) und zeigt auch nicht viele Anzeichen für eine scharfe Grenze.

Es gibt auch einen runden Halo aus Sternen, der eine geringe Dichte hat, sich aber über mindestens 400.000 Lichtjahre erstreckt; Kürzlich wurden zwei Sterne entdeckt , die wahrscheinlich Teil des Halo sind und sich in einer Entfernung von etwa 800.000 Lichtjahren befinden. (Beachten Sie, dass es andere Galaxien gibt – wie die Große und die Kleine Magellansche Wolke – die näher bei uns und dem Zentrum der Milchstraße liegen, also müssen Sie akzeptieren, dass einzelne Galaxien „innerhalb“ anderer Galaxien gefunden werden können. )

Und dann ist da noch der Halo aus Dunkler Materie...

Ich kann mir zwei Möglichkeiten vorstellen, wie man aus theoretischer Perspektive über die äußere Grenze einer isolierten Galaxie (was die Milchstraße ist) sprechen könnte . Die erste ist die Idee eines Halo-„Akkretionsschocks“, bei dem relativ kaltes Gas, das aus dem intergalaktischen Raum auf die Galaxie fällt, in den Halo aus heißem Gas („heiß“ = Millionen Grad) der Galaxie strömt und dort einen Schock erzeugt, wo das einfallende Gas verlangsamt und die lokale Gasdichte steigt. (Dies ist ein bisschen analog zur Heliopause, obwohl die Richtung des Gasflusses umgekehrt ist: In der Heliopause stößt der ausströmende Sonnenwind auf das mehr oder weniger stationäre interstellare Gas.) Das Problem sind diese ausgedehnten heißen Halos Es wird angenommen, dass sich Gas nur um massive herum bildetGalaxien, und es ist nicht klar, dass die Milchstraße massereich genug ist, um sich zu qualifizieren. Es funktioniert auch nicht für Galaxien in massiven Gruppen und Haufen, wo die einzelnen Galaxien kein Gas mehr akkretieren (der Haufen ist das, was den heißen Halo und den Akkretionsschock hat).

Die andere Möglichkeit ist eine Region, in der die einfallenden Dunkle-Materie -Partikel in den Dunkle-Materie-Halo verschmelzen (dessen Partikel innerhalb ihres gemeinsamen Gravitationspotentials umkreisen und daher nicht mehr als Ganzes in Richtung Zentrum fallen). Simulationen deuten darauf hin, dass, wenn man sich nach innen bewegt, die lokale Dichte der Dunklen Materie an diesem Punkt ziemlich schnell zuzunehmen beginnt (und sich die Durchschnittsgeschwindigkeit der Teilchen der Dunklen Materie ändert), aber es ist immer noch ein ziemlich glatter Prozess (im Gegensatz zu Gas sind die Teilchen der Dunklen Materie nicht nicht "schockierend" ineinander). Es gibt keine Möglichkeit zu bestimmen, wo dies für die Milchstraße ist, außer etwas wirklich Vages wie "vielleicht 1 Million Lichtjahre"?

Tolle Antwort, danke. Genau das, wonach ich gesucht habe. Habe in der Vergangenheit mehrfach danach gesucht, aber nie eine Diskussion darüber finden können.

Es wird argumentiert, dass der Rand der Galaxie den Halo aus dunkler Materie bei etwa 100.000 Lichtjahren hat, aber es gibt Argumente, die die Galaxie von irgendwo zwischen 120.000 und 200.000 ausdehnen. Der Hauptfaktor für die Festlegung des Randes auf etwa 100.000 Lichtjahre ist jedoch, dass es einen großen Rückgang der Sternendichte ohne bekannten Grund gibt.

In ähnlicher Weise soll die Tiefe der Galaxie an der Ausbuchtung 10.000 Ly und 1.000 Ly für den Rest der galaktischen Ebene betragen. Ebenso ist kein Grund für den Rückgang der Sternendichte in dieser Richtung bekannt. Und es gibt massive Röntgen- und Gammastrahlenstrukturen, die aus dem galaktischen Zentrum kommen, das 50.000 ly auf beiden Seiten liegt, von denen man argumentieren könnte, dass sie der wahre Rand der Galaxie entlang dieser Achse sind.

Was also am Rand der Galaxie liegt, hängt davon ab, wie Sie den Rand der Galaxie definieren, der sein könnte:

  • 100k x 100k x 10k
  • 100k x 100k x 100k
  • 200k x 200k x 10k
  • 200k x 200k x 100k
  • 120k x 120k x 10k
  • 120k x 120k x 100k

Oder Sie könnten eine andere beliebige Zahl verwenden, aber Sie müssten dieses Argument anführen.

Ich denke jedoch, dass eine Sternendichtedefinition so sein sollte, wie wir die Dinge "offiziell" definieren sollten, weil die meisten Leute mehr oder weniger in erster Linie über die galaktischen Grenzen denken. Wenn Sie es so definieren, haben Sie es natürlich mit Themen wie dem neuen äußeren Arm zu tun, bei dem die Dichte abfällt und dann zunimmt, die tatsächliche Dichte keine perfekte Form hat, und wir müssen vielleicht sagen, dass Dinge, die wir 2 nennen oder 3 Galaxien sind eigentlich 1 Galaxie, wie die 2 Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen, oder wo es 2 Galaxien mit einem Strom von Sternen zwischen den beiden gibt, während sie über Millionen / Milliarden von Jahren verschmelzen.

Danke für einen interessanten Überblick. Was ist mit dem interstellaren Medium innerhalb einer Galaxie? Gibt es einen Punkt, an dem es vom intergalaktischen Medium überwältigt wird, das als Rand der Galaxie betrachtet werden könnte? So scheinen sich Astronomen den Rand des Sonnensystems vorzustellen: den Punkt, an dem das interplanetare Medium vom interstellaren Medium überwältigt wird.
@Lycan Ich weiß nicht. Wenn sie so darüber denken, dann definieren sie es, also denke ich, das ist richtig, aber Sie sprechen hauptsächlich von Plasma und Strahlung, die flüssiger sind, fließen, kräuseln, wirbeln usw., und Sie haben immer noch das kleine Problem, es ist keine perfekte Form, und Sie erhalten wackelige Formen, die dazu führen, dass Multigalaxien zu 1 werden, oder Strukturen, die "Teil der Galaxie" sind, die sich weit ausdehnen und die Galaxie länger machen, aber niemand denkt, dass sie die Größe von definieren die Galaxie in Form.

Während der Sonnenwind in allen Richtungen ziemlich homogen ist, stößt die Galaxie Sternwinde aus diskreten und temporären Sternentstehungsregionen aus. Protosterne und Riesensterne, die jung zur Supernova werden, schlagen hier und da "Schornsteine" durch das interstellare Medium in der galaktischen Scheibe. Der Lokale Flaum befindet sich neben unserer Region innerhalb des Lokalen Schornsteins , einer Region mit relativ geringer Dichte, die durch den Druck der jungen und explodierenden Sterne in der Scorpius-Centaurus-Assoziation 400 Lichtjahre von hier gebildet wurde. Und das supermassive Schwarze Loch schaltet seinen Jet ein und aus, je nachdem, wann es Material ansammelt. Ich glaube nicht, dass es einen pangalaktischen Milchstraßenwind gibt, der dem Sonnenwind ähnlich sieht. Aber vielleicht um eine intensiv sternenexplosive Quasargalaxie herum?

Sehr interessant! Hatte keine Ahnung von den Schornsteinen.
@Lycan Ich bin kein Experte, aber ich glaube nicht, dass Ihre Frage wirklich beantwortet wurde. Eine andere Art zu fragen wäre: "Bewegt sich die Milchstraße durch das lokale intergalaktische Medium oder bewegen sie sich zusammen?" Es wurde veröffentlicht, dass sich die Milchstraße mit etwa 600 km/s (die Geschwindigkeit des Sonnenwinds beträgt etwa 400 km/s) auf den „Großen Attraktor“ zubewegt. Die Dichte des intergalaktischen Mediums wurde auf etwa 1H pro Kubikmeter (1H pro Kubikzentimeter für das ISM) geschätzt. Wenn Sie sagen, dass das ISM bei etwa 300 km/s auf das IGM trifft, dann würde der gleiche Druck bei der „galaktischen Pause“ etwa 10E-22 N/m2 betragen
@Lycan Forts. Im Vergleich dazu liegt der Sonnenwinddruck im Gleichgewicht mit dem ISM in der Größenordnung von 10E-13 N/m2. Ich bin auf diesen Wert gekommen, da der Sonnenwinddruck auf der Erde von etwa 1-6 x 10E-9 N/m2 variiert und die Heliopause auf 80 bis 120 AE geschätzt wird.
@JackR.Woods Klingt definitiv nach dem, was ich visualisiert habe. Ich habe nicht wirklich das Verständnis, Ihre Zahlen hier zu bewerten. Nur um noch etwas hinzuzufügen, ich habe seitdem auf der Seite zum interstellaren Medium auf Wikipedia diese Notiz gefunden: "[Das ISM] füllt den interstellaren Raum und fügt sich nahtlos in den umgebenden intergalaktischen Raum ein." Möglicherweise bedeutet es, dass es keine abrupte Kante hat, sondern in einem glatten Farbverlauf übergeht. Leider ist es ohne Quelle.
Vielleicht bewegt sich das lokale IGM mit etwa der gleichen Geschwindigkeit wie die Galaxie auf den "Großen Attraktor" zu.
@JackR.Woods Ja, ich würde denken, dass sich alles in der gesamten lokalen Gruppe und noch viel mehr mit ähnlicher Geschwindigkeit darauf zubewegt. Es ist Hunderte von Millionen Lichtjahren entfernt. Das IGM zwischen uns und Andromeda liegt innerhalb von 2½ Millionen. Und die Sternexplosionswinde, die die MW-Scheibe größtenteils, wenn nicht sogar vollständig verlassen, regnen durch die Schwerkraft zurück, wie Lava, die von Vulkanen ausgespuckt wird. Das wäre der Wind, durch den unsere Galaxie reist. Im Durchschnitt aus allen Richtungen gleich, aber regional zeitweise fleckig.
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