¿Es "raro" que todas las galaxias de disco giren una vez cada mil millones de años?

En un artículo reciente (Cosmic clocks: A Tight Radius - Velocity Relationship for HI-Selected Galaxies by Meurer, et al.), se señaló en la conclusión que:

[Esto] implica un tiempo orbital constante de ~1 Gyr en el radio [más externo] [de las galaxias del disco].

Dado lo que sabíamos sobre las galaxias del disco y la materia oscura hasta este momento, ¿es esta una conclusión inesperada? Mi sensación es que es extraño que todas las galaxias de disco tengan una rotación constante independientemente de su tamaño, pero mi intuición puede estar equivocada. Sé que la materia oscura acelera la rotación de las partes exteriores de las galaxias del disco, pero ¿no es extraño que converjan en este valor?

El resultado está siendo discutido en sí mismo en el artículo.
@AtmosphericPrisonEscape Tal vez se me pasó por alto, pero no puedo ver dónde discuten específicamente si se espera esta tasa. Si lo hicieron, creo que todavía hay espacio para una respuesta que resuma las partes relevantes del documento para mostrar cómo dice eso.
Hay una parte '4. Expectativas de modelos simples de evolución de galaxias'... donde escriben "... por lo tanto, una relación lineal entre R d y V debería existir si (...) es constante". Continúan discutiendo eso más. Pero no sé lo suficiente sobre galaxias ( . . . ) puede ser realistamente constante o no.
@AtmosphericPrisonEscape Parece que hay alguna discusión al respecto a partir de ese momento, pero es algo opaco para mí. Supongo que lo necesito simplificado para mí.
Al menos los informes sobre esto son raros. Algunos sitios muestran animaciones de galaxias girando como si fueran ruedas de radios macizos. Eso no está bien: en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_rotation_curve Estos muchachos pueden estar hablando de algún límite en el borde exterior.
@WayfaringStranger Sí, esas animaciones son raras. Para ser claros, estamos hablando de la velocidad de rotación del borde exterior, como dijiste.
Esta es una pregunta interesante. Siempre que un fenómeno obedece a una ley de escala, existe la posibilidad de un invariante físicamente significativo. La pregunta SE de física ¿Qué tiene de malo el argumento de escala de Arnold sobre la altura del salto? aborda un invariante potencial, y estos abordan otro más divertido: 1 , 2 , 3 .
Los científicos a menudo buscarán un invariante como resultado del comportamiento de una ley de escala, e invariablemente alguien le dará un significado si lo encuentra. A veces resulta útil o incluso poderoso, pero a veces no significa nada (por ejemplo, The Matrix 1 , 2 ).
No sé si está claro qué diablos es R-Max . La noción misma de R-Max es, de hecho, algo que parecen estar discutiendo de manera muy especulativa en el documento mismo.
Este hilo de twitter también puede ser interesante: twitter.com/AstroKatie/status/1165303561133154304
@SpaceBread Este comentario hace parecer que tiene algún significado: twitter.com/AstroKatie/status/1165306319127158790 . Dicho esto, también dice que no es una conclusión impactante.

Respuestas (1)

no es raro

El comentario es sobre cierta clase de galaxia, y no solo una clase, sino una etapa de formación y desarrollo de galaxias dentro de esa clase.

Empezamos con una distribución bastante constante de la materia dentro del universo.

Estrellas para cuando este asunto se agrupa. Este agrupamiento va a tener una distribución bastante uniforme.

Luego, las estrellas se agrupan para formar estructuras que identificamos como galaxias.

La distribución de este agrupamiento también tendrá una distribución bastante constante.

Esto continúa en la cadena hacia cúmulos de galaxias y cúmulos de cúmulos y así sucesivamente.

Volviendo a las estrellas, identificamos las estrellas de secuencia principal. Estas son estrellas que comienzan con una masa y composición muy común y luego tienen ciclos de vida comunes. Tardan mucho en quemar ciertos porcentajes de su hidrógeno, tanto tiempo quemando combinaciones de hidrógeno y helio y luego tanto tiempo subiendo en la tabla periódica formando elementos más ligeros y en el proceso convirtiéndose en los diferentes tipos de estrellas que definimos como principales. secuencia.

Para las galaxias es similar.

Las galaxias espirales deben tener cierto tamaño y momento angular para generar su estructura espiral característica. No comenzaron como galaxias espirales. Y no seguirán siendo galaxias espirales. Son simplemente cómo aparecen las galaxias de cierto tamaño y momentos angulares en ciertas etapas de su desarrollo.

Esto significa que las velocidades angulares del borde exterior de este tipo de galaxias (para una definición específica de su borde exterior) van a ser similares.

Para obtener información sobre el desarrollo de las galaxias espirales y otros tipos de galaxias:

https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/S/Spiral+Galaxy+Formation

No hay mucho en ese enlace que ha publicado que respalde su argumento. Específicamente, ¿de dónde obtiene su punto clave de que "las galaxias espirales deben tener un cierto tamaño y momento angular para generar su estructura espiral característica"? Observo que la velocidad angular es una función aproximadamente lineal del radio en la mayoría de las espirales y que los brazos espirales existen en una amplia gama de radios.
¿Es "raro" que todas las galaxias de disco giren una vez cada mil millones de años?
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