введение в классическую звездную динамику

Ап 1п1гос1ис1лоп {о
С1а551'са15«е11аг
0упапп"с5
Ьу
.
1уап
Айвэн Р. Кинг
ВВЕДЕНИЕ
В КЛАССИЧЕСКУЮ
ЗВЕЗДНУЮ ДИНАМИКУ
Перевод с английского
канд. физ.-мат. наук
В.Г.Сурдина '
и д-ра физ.-мат. наук
А.С.Расторгуева
217 293 31Х
2004 А 12198
УРСС
Москва • 2002
Оглавление
.
Предисловие к русскому изданию
,5
Предисловие автора
•
Введение
8
• . .
. . . . . . . . *
Глава 1. Бесстолкновительное уравнение Больцмана .
Основное уравнение (14). Решение бесстолкновительного уравнения Больцмана (17).
Теорема Джинса и понятие об изолирующих интегралах (19).
10
14
Глава 2. Локальная динамика Галактики
23
Бесстолкновительное уравнение Больцмана в галактических координатах (23). Проблема третьего интеграла (25). Локальная динамика Галактики (32). Функциональное
приближение: подстановка .борта (33). Квадратичный третий интеграл (45). Потенциалы Штеккеля (50).
.
•
'
Глава 3. Уравнения для моментов . . .
55
Уравнения для моментов в Галактике (58). Уравнение асимметричного дрейфа (59).
Уравнения для моментов более высокого порядка (61). Псевдомоменты (63). Поправки (УвУг), выведенные из квадратичного третьего интеграла (65). Член с (У%V?)
в уравнении асимметричного дрейфа (65). Оценка Оортом [д(п(УцУг))/д'2]г=о (67). '
Предостережение (68). •
Глава 4. Дифференциальные движения во вращающейся Галактике
69
Уравнения дифференциального движения (70). Эпициклические орбиты Лйндблада (71). Вывод уравнения звездного потока (74). Эпициклические орбиты индивидуальных звезд (75). Расширение ассоциации (76). Движущиеся группы и их
интерпретация (78).
•
•
Глава 5. Движения, перпендикулярные галактической плоскости
79
Силы, перпендикулярные плоскому слою (79). Приложение к локальной галактической задаче (81). Гармоническая аппроксимация движений по г-координате (83).
Уравнение Пуассона и более точное выражение для плотности (84). Наблюдательное
определение ро (85). Псевдомоментный подход (87). Наблюдательные результаты
(88). Самогравитирующий.изртермический плоский слой (92).
Глава 6. Гравитационное поле нашей Галактики
: . . . . .
95
Гравитационное поле эллипсоидов (96). Притяжение сжатых сфероидов (98).'Приближенные формулы (100). Сфероид с малым сжатием (100). Центральная сила,
обусловленная экспоненциальным диском^ (101). Современная модель Штктики
(101).
'
.
.
.
.
-
.
.
•
;
Глава 7. Локальные и глобальные неустойчивости. Спиральная структура . . 102
Длина Джинса и критерий Тоомре (102). Динамика спиральных рукавов (106).
Проблема накручивания (107). Теория волн плотности (108). Формулы теории
волн плотности (109). Другие теории спиральной структуры (115). Стохастическое .
звездообразование (115). Бароподобные неустойчивости (116). Изгиб галактического
диска (117).
Оглавление
Глава 8. Звездные сближения
119
Описание сближения (119). Столкновения звезд (122). Время релаксации (122).
Гравитационные вычисления в «галактических единицах» (128). Время достижения
равнораспределения по энергиям (128). Динамическая эволюция звездного диска
(129). Механизм Спитцера—Шварцшильда (130). Проблема коэффициентов диффузии (132). Уравнение Фоккера—Планка (134). Интегралы сближений для гравитации
(138). Уравнение Фоккера—Планка как уравнение неразрывности (144). Динамическое трение (145). Тесные сближения и распределения скоростей: уравнение
Колмогорова—Феллера (147). Двойные системы и сближения (149).
Глава 9. Теорема вириала и ее приложения
153
Теорема вириала в сферических системах (156). Потенциальная энергия (157). Ха- .
рактерные времена в звездной системе (159). Джинсовская длина и дебаевская длина
(160). Критическая скорость ухода из системы (161). Сжатие вращающегося звездного скопления (162). Связь между пространственной и поверхностной плотностью
(165).
. .
.
•
Глава. 10. Динамика звездных скоплений
168
Оценка темпа потери звезд из скоплений (168). Пониженное максвелловское распределение (172). Равновесное решение уравнения Колмогорова—Феллера (174).
Самосогласованные модели звездных скоплений (176). Модели скоплений с анизотропным распределением скоростей (185). Сводка, формул для анизотропного, распределения скоростей (190).
Глава 11. Приливные силы в звездных скоплениях
192
Приливная устойчивость звездных скоплений (192)... Ограниченная задача трех тел
(192). Применение к звездному скоплению (196). Минимальная плотность, необхо- •
димая для устойчивости скопления (200). Приливные удары (202). Разрушение, вызванное приливными ударами (205). Приливные удары в шаровых скоплениях (207).
Динамическая эволюция скоплений (208). Потеря массы звездами -(209). Катастрофическая потеря массы (210). Столкновения звезд в шаровых скоплениях (211). -^ ;
Глава 1 2 . М о д е л и р о в а н и е
'•. . : • . . • . ' . . " . "
216
Глава 13. Коллапс ядра в шаровых скоплениях
222
Травитермическая неустойчивость (222). Неустойчивость сегрегации по массе (224).
Время релаксации для половины массы (225). Коллапс ядер скоплений — наблюдения и теория (226). Коллапс и эволюция после коллапса (228).
Глава 14,- Динамика эллиптических галактик
•.•••• 233
Радиальные профили (233). Наблюдения с помощью Космического телескопа
«Хаббл» (236). Бурная релаксация (236). Сплюснутые динамические модели (238).
Трехосность (239). Формы трехосных звездных систем (241). Метод моделирования
Шварцшильда (243).. Дисперсия скоростей и значение М/Ь (245). Картина слияний
(247). Потенциалы. Штеккеля (251).
. .
.
. .
. :
Глава 15. Динамика скоплений галактик
257
Динамическое моделирование скопления Соша (258). Двойные галактики (260).
Слияние и каннибализм (260). Роль слияний в скоплениях галактик (261). Длительность формирования скопления галактик (262). Масса Местной группы (264).
Приложение к главе 10
265
Приложение к главе 14. (Томас С. Статлер)
270
Литература
278
Предметный указатель
. . . 284