Welcher Mechanismus verursacht Schwingungen der Umlaufbahn des Sonnensystems um die galaktische Ebene?

In einem kürzlich erschienenen Artikel ( Pressemitteilung hier ) schlagen Lisa Randall und Matthew Reece vor, dass eine Scheibe der Dunklen Materie, die mit der galaktischen Ebene zusammen mit den Schwingungen des Sonnensystems durch die galaktische Ebene zusammenfällt, die 35-Millionen-Jahres-Periodizität der Massenauslöschung erklären könnte. Sie schlagen vor, dass das Sonnensystem alle 35 Millionen Jahre diese Scheibe der dunklen Materie in der galaktischen Ebene passiert, wodurch Körper in der Oort-Wolke zerstört werden und einige von ihnen mit der Erde kollidieren. Ein Bild der vorgeschlagenen Zyklen aus der Pressemitteilung ist unten.

Meine Frage ist: Welcher Mechanismus ist für diese 35 Millionen Jahre alte Schwingung um die galaktische Ebene verantwortlich? Gibt es einen Begleitkörper zur Sonne? Umkreisen wir einen der Arme unserer Galaxie? Ist dies ein bekanntes Phänomen oder schlagen sie die 35-Millionen-Jahre-Schwingung sowie die Scheibe der dunklen Materie vor?

Die Ursache für die Schwingungen senkrecht zur galaktischen Ebene ist die Schwerkraft der nicht sphärischen Massenverteilung (die für eine ebene Kepler-Ellipse benötigt wird ) in der Milchstraße. Vereinfacht gesagt gibt es eine dichte galaktische Ebene. Die Dichte ist nicht genau bekannt; Daher besteht eine gewisse Unsicherheit (einige Millionen Jahre) über die genaue Schwingungsdauer. Details siehe diesen Artikel , Unterabschnitt 3.3.

Die Idee einer Korrelation von Massenaussterben mit dieser Schwingung ist nicht neu, sie stammt wahrscheinlich aus dem Jahr 1970 oder früher.

"Das äußere Sonnensystem enthält wahrscheinlich keinen großen Gasriesenplaneten oder einen kleinen Begleitstern", siehe diese Pressemitteilung .

Wir kreisen wahrscheinlich nicht um einen Spiralarm.

Die Scheibe der dunklen Materie ist eine Hypothese, eine Idee, die untersucht werden muss. Normalerweise kann nur ein kleiner Teil dieser Art von Hypothesen später endgültig bestätigt werden, die meisten können nach einiger Zeit ausgeschlossen werden, einige bleiben ungelöst, einige können verfeinert werden, um den Beobachtungen zu entsprechen.

Ich habe kürzlich eine Antwort auf Physics SE veröffentlicht, habe aber auch gerade eine Anfrage zu einer anderen Antwort von Astronomy SE erhalten , daher füge ich diese hier der Vollständigkeit halber hinzu.

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

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

Dies zerlegt effektiv die Umlaufbahn der Sonne in eine radiale / tangentiale Umlaufbahn plus eine vertikale Bewegung, die ich hier behandle.

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

Die Dichte der Scheibe in der Nähe der Sonne wurde auf 0,076 Sonnenmasse pro Kubikparsec geschätzt ( Creze et al. 1998 ). Unter Verwendung dieses Wertes erhalten wir eine ungefähre vorhergesagte Schwingungsperiode auf und ab durch die Scheibenebene von 95 Millionen Jahren. Dies liegt ziemlich nahe am akzeptierten Wert von 70 Millionen Jahren, wenn man die gemachten Annäherungen berücksichtigt.

Im Zusammenhang mit der Frage stellen Sie soll ich hinzufügen , dass die Massendichte ich oben Zitat ist tatsächlich abgeleitet von den Positionen und Bewegungen der Sterne in der Sonnenumgebung. Wie in dem Artikel, auf den ich verwiesen habe, erläutert wird, liegt der Wert, den sie erhalten, nahe an dem, der durch Zählen der Sterne und Hinzufügen der Beiträge von Gas und Staub erhalten wird. Es gibt tatsächlich wenig Hinweise auf dunkle Materie in der Scheibe aus diesen Messungen.

Dieses Ergebnis stimmt völlig mit der Idee einer Verteilung der Dunklen Materie überein, die das 10-fache der sichtbaren Masse beträgt, aber ungefähr sphärisch symmetrisch ist und die die Rotationskurve der Milchstraße erklärt. Nicht viel von dieser dunklen Materie befindet sich auf der Festplatte.

Schließlich ist das Bild nicht ganz richtig. Die Sonne vollendet nur etwa 3 vertikale Schwingungen für jede Umlaufbahn um das galaktische Zentrum.

Schwere. Insbesondere die Schwerkraft der Masse der Sterne in der Scheibe.

Wenn wir uns über der Festplatte nach oben bewegen, werden wir langsamer. Die Amplitude der vertikalen Verschiebung beträgt ungefähr 70Pc oder ungefähr 110LY nach oben, 110LY nach unten und wieder zurück über ungefähr 66 Millionen Jahre.

Darüber hinaus wechseln wir über einen Zeitraum von etwa 170 Millionen Jahren von Perigalacticon (8.130 PC, 26.100LY) zu Apogalacticon (ca. 9.040 Pc 29.500LY) und zurück.

Dies geschieht aufgrund der sich ändernden Menge an Masse, die in dem variierenden Umlaufradius enthalten ist. Die aktuelle vertikale Position befindet sich 17LY über der Mittelebene und wurde zuletzt vor etwa 3 Millionen Jahren überquert.

Wir sind ungefähr 26.540 NUR vom Zentrum entfernt und werden in ungefähr 15 Millionen Jahren das Perigalacticon erreichen.

Die aktuelle Geschwindigkeit für Sol beträgt 255,2 ± 5,1 km / s. In Bezug auf den lokalen Ruhestandard (Durchschnittsgeschwindigkeit der Sterne in der Nachbarschaft) hat unsere Geschwindigkeit 3 ​​Vektoren. Nach innen 7,01 ± 0,20 km / s, nach oben 4,95 ± 0,09 km / s und nach hinten (im Uhrzeigersinn um die Mitte) 10,13 ± 0,12 km / s.

Hinweis: Meine Daten stammen aus verschiedenen Quellen und sind möglicherweise nicht vollständig korrekt.

Außerdem ist die allgemeine Richtung von Sols Geschwindigkeit nicht in Richtung Vega. Angesichts der Position von Sgr A * RA Rechtsaufstieg 17h 45m 40.0409s und Deklination −29 ° 0 ′ 28.118 ″ beträgt die Bewegung 90 ° um die Scheibe oder 6 Stunden jenseits der Position von Sgr A *, etwa 23h 45m RA, in der Ebene der Galaxie etwa 55 ° Deklination. Nur etwa 25 m RA östlich und 4 ° südlich von Caph (β Cassiopeia).

Diese Schwingung ist sehr vernachlässigbar. Die Schwingungsamplitude am galaktischen Ort beträgt 105 Lichtjahre bei max. Während die Sonne in einem Zeitraum von 240 Millionen LY fast drei solcher Schwingungen in einer galaktischen Umdrehung ausführt. Dies bedeutet, dass die Sonne beim Reisen von 40 MLY auf der galaktischen Ebene die maximale Amplitude erreicht. Wenn Sie also den Winkel berechnen, den der Sinuspfad mit der galaktischen Ebene bildet, ergibt sich eine Tan-Inverse (105LY / 40MLY) = 0,016 Grad. Das ist garnichts !!

Ok, es macht sehr viel Sinn, dass die Schwerkraft der Scheibe der Milchstraße Sterne auf ihrer zirkumgalaktischen Umlaufbahn auf und ab zieht. Dies würde jedoch nicht erklären, warum die jüngsten 3-D-Beobachtungen der nächsten Sterne mit dem FLAMES-GIRAFFE-Spektrographen am Very Large Telescope der ESO und dem IMACS-Spektrographen am Las Campanas Observatory eine bestimmte Wellenstruktur in den Bewegungen der Sterne zeigten, die die Galaktik umkreisen Flugzeug. Mit anderen Worten, die meisten Sterne auf der Scheibe folgen einander in einer Kette oder einem Zug, als würden sie auf einem STROM auf und ab schwingen. Das heißt, sie schwingen mit Sicherheit mit einem Strom. Und das wurde 1978 vorhergesagt!

Unsere Sonne erzeugt ein Magnetfeld, das sich entlang der Äquatorialebene in der Heliosphäre erstreckt. Dieses Feld erstreckt sich über das gesamte Sonnensystem und wird dort als „interplanetares Magnetfeld“ bezeichnet. 1965 veröffentlichten John M., Wilcox und Norman F. Ness ihre Entdeckung des „Heliospheric Current Sheet“, das zeigte, dass das rotierende Magnetfeld der Sonne ständig Wellen im Plasma des interplanetaren Mediums erzeugt.

Diese Wellen bilden eine „Parker-Spirale“ und werden als elektromagnetischer Strom beschrieben. Sie sind jedoch auch mechanische Wellen, die bewirken, dass die Planeten selbst auf und ab schwingen, wenn sie die Sonne umkreisen. 1978 schlugen Hannes Alfven und Per Carlqvist vor, dass es ein ähnliches „Galaktisches Stromblatt“ gibt, das einen elektrischen Strom von 10 ^ 17 bis 10 ^ 19 Ampere durch die Symmetrieebene der Galaxie führt.

OK? Das löst so ziemlich das Geheimnis der Schwingung der Sterne der Milchstraße. Aber das Problem hier ist, dass (ähm, Husten) UNSER SOLARSYSTEM NICHT TEIL DER MILCHWEGE IST. 1994 wurde entdeckt, dass wir tatsächlich Teil der Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy, kurz Sag-DEG, sind, die sich in einem 500 Millionen Jahre alten POLAR ORBIT um die Milchstraße befindet.

Haben Sie sich jemals gefragt, warum sie sagen, dass sich unser Solar Apex in der Nähe von Vega befindet, aber Vega selbst bewegt sich fast doppelt so schnell auf uns zu wie wir? Nun, in den späten 80ern wurde entdeckt, dass fast alle Sterne, die die Milchstraße umkreisen, auf unsere Position "zu regnen" scheinen. Das könnte nur bedeuten, dass sich unser Sonnensystem aus der Milchstraße nach oben bewegt. Es tut mir leid, euch darüber zu informieren, aber obwohl die Sterne der Milchstraße während ihrer 250 Millionen Jahre alten Umlaufbahn auf und ab schwingen, sind wir nicht Teil dieses Tanzes. Unser eigener Weg führt uns hoch über die Galaxie mit einem spektakulären Blick auf das Apogalacticon und dann wieder hinunter.