Жобаның жалпы идеясы

Әлемдегі ең көп байқалатын галактикалардың бір түрі – эллиптикалық галактикалар. Олар негізінен галактикалардың шоғырларында кездеседі, олардың массалары мен жарқырауы айтарлықтай өзгеше, массасы 105 күн массасы бар ергежейлі галактикалардан, шамамен 1013 күн массасын қамтитын және ортасында супермассивті қара құрдымы (АМҚҚ) бар массивті галактикаларға дейін. Эллиптикалық галактикалар – бұл соқтығысусыз жүйелер, яғни жұлдыздардың тығыздығы орталық аймақтардан басқа аймақтарда әлдеқайда жоғары болуы мүмкін, жұлдыздар арасындағы энергия мен бұрыштық импульс алмасуына назар аудармауға болатындығын білдіреді. Мұндай жоғары жылдамдықтардың анизотропиясының болу мүмкіндігін білдіреді, бұл осы типтегі галактикалардың сфералық емес болуына әкелетін негізгі механизм. Мұндай галактикалар өзіне тән қиғаштықтың белгілі бір критикалық мәндерінен аспайтын ұзартылған немесе үш оксиальды эллипсоид пішінге ие болуы мүмкін. Олардың пішіні мен динамикалық тұрақтылығы астрофизиканың өзекті мәселесі болып табылады. Кездейсоқ соқтығыспайтын эллипсоидтық жүйенің динамикалық теңдеулері күрделі. Оларды аналитикалық жолмен шешу мүмкін емес, сондықтан қазіргі кезде осы саладағы зерттеулердің көпшілігі компьютерлік модельдеуге негізделген. Біздің жоба сыртқы бұзылуларға қатысты N денелер жүйесінің әр түрлі триаксиалды тепе-теңдік конфигурацияларының динамикалық тұрақтылығын зерттеуге бағытталған. Талдаудың негізгі мақсаттарының бірі – эллиптикалық галактикалардың құрылымы мен формасының нақты байқалған ерекшеліктерін модельдеу және түсіну. Сонымен қатар, біз тағы екі маңызды құбылысты қатарлас зерттегіміз келеді: 1) жұлдыздардың орталық массивтік қара құрдымға қосылу процесі, өйткені ол эллиптикалық галактиканың орталық бөлігіндегі жұлдыздардың фазалық тығыздығы мен орбиталық құрылымның таралуында маңызды рөл атқарады; 2) гравитациялық толқындардың мол көзі бола алатын галактикалардың ергежейлі типі. Мұндай галактикалар кішігірім құрылымдық бөліктердің шоғырлануының нәтижесі деп саналады. Егер оларда LIGO / Virgo обсерваториялары тапқан сияқты аралық массаның қара құрдымдары болса, онда олар гравитациялық сәулеленудің әсерінен энергияның жоғалуына байланысты біртіндеп қосылады деп болжауға болады. Бұл гравитациялық толқындар заманауи аспаптардың көмегімен анықталады және бізге оптикалық диапазонда жоқ (газ бен шаңның әсерінен) қосымша ақпарат бере алады.

Жобаның мақсаты

АМҚҚ және сыртқы бұзылулар эллиптикалық галактикалардағы орбиталардың тұрақтылығына қалай әсер ететіндігін анықтау; бұзылулардың әсерінен периодтық орбиталардың бұзылу процесін, орбиталардың стохастизациясы және олардың эллипсоидтық пішінді сақтау мен өзгертудегі рөлін зерттеу; аралық массалардың қара құрдымдардың қатысуымен гравитациялық толқындар шығарылуының жиілігін бағалау.

Күтілетін нәтижелер

Эллиптикалық галактика моделінің эволюциясын сандық зерттеу бізге эллиптикалық галактикалардың пішін динамикасы мен тұрақтылығын жақсы түсінуге мүмкіндік береді. Ең алдымен, біз, галактикалардың тепе-теңдік күйлеріне сәйкес келетін, бастапқы тығыздық үлестірімдерін аламыз. Сыртқы бұзылуларға қатысты бастапқы жүйенің тұрақтылығына егжей-тегжейлі сандық талдау жасалады. Сонымен қатар, сандық талдаумен біріктірілген сандық модельдеу сығылғаннан ұзартылған конфигурацияға өту механизмін жарықтандырады. Алынған мәліметтер негізінде сызықтық емес талдау жүргіземіз, бұл параметрлік резонанс және периодтық орбиталардың бұзылу процестерін, сондай-ақ олардың стохастикасын түсіну үшін маңызды. Біздің модельдеуімізде жұлдызды аккрецияны қарастыратындықтан, біз АМҚҚ жаппай өсу процесін зерттейміз. Біз аралық массадағы қара құрдымдағы екілік жүйелерінің бірігу оқиғаларының жиілігін, сондай-ақ аралық массаның қара құрдым бар ықшам жұлдыздық-массивтік объектілерді аламыз. Бұл LIGO / Virgo детекторларымен алынған соңғы нәтижелерге байланысты үлкен қызығушылық тудырады.