Apakah sumbu rotasi sebagian besar bintang di Bima Sakti sejajar dengan sumbu rotasi galaksi?
Sumbu rotasi Tata Surya membuat sudut besar sekitar 60 derajat relatif terhadap sumbu rotasi Bima Sakti. Tampaknya tidak biasa - misalnya, sebagian besar badan dalam Sistem Surya berperilaku lebih baik daripada itu.
Apakah sebagian besar bintang atau sistem planet di Bima Sakti berputar sangat dekat dengan rotasi galaksi? Ataukah ada sebaran besar, sehingga sebenarnya Matahari kita tidak atipikal?
Jawaban
Sangat mungkin terjadi penyebaran acak.
Tidak seperti planet yang mengorbit Matahari di Tata Surya, sebagian besar bintang di Galaksi tidak terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan Galaksi itu sendiri. Oleh karena itu tidak ada alasan kuat untuk menduga bahwa vektor momentum sudut akan sejajar untuk alasan yang sama. Di sisi lain, potensial gravitasi galaksi memang menyimpang dari simetri bola di wilayah dalamnya, karena materi terlihat, yang menjadi dominan di wilayah dalam, terkonsentrasi ke dalam sebuah cakram - jadi mungkin ini, atau mungkin gaya pasang surut yang diberikan oleh ini. pada awan molekul, bisa mencetak beberapa preferensi momentum sudut.
Buktinya samar tetapi menunjukkan orientasi acak, setidaknya di lingkungan matahari. Saya merujuk Anda ke Deteksi exoplanet , di mana saya membahas ini dalam konteks mendeteksi exoplanet yang transit.
Dalam serangkaian makalah, saya dan kolega telah menyelidiki distribusi sumbu putar dalam gugus bintang. Idenya di sini, yang tidak terlalu dibuat-buat, adalah bahwa awan besar yang membentuk gugus akan memiliki momentum sudut. Pertanyaannya adalah seberapa besar momentum sudut itu diwarisi oleh bintang-bintang yang dibentuknya, atau sejauh mana turbulensi dalam gas yang runtuh pada dasarnya mengacak vektor spin dari fragmen-fragmen yang runtuh. Teknik kami adalah menggabungkan periode rotasi (terakhir dari pengamatan Kepler) dengan pengukuran cermat kecepatan ekuator yang diproyeksikan ($v \sin i$, dimana $i$ adalah kemiringan putaran ke garis pandang) untuk mendapatkan proyeksi radius ($R \sin i$) dan kemudian memodelkan distribusi $R \sin i$dengan berbagai asumsi tentang distribusi sumbu putar. Di ketiga cluster yang telah kami pelajari (Pleiades, Alpha Per, Praesepe), distribusinya konsisten dengan distribusi acak, dengan batas yang cukup kuat pada jumlah penyelarasan yang mungkin ( Jackson & Jeffries 2011 ; Jackson, Deliyannis & Jeffries 2018 ; Jackson dkk. 2019 ). Teknik tersebut telah direplikasi dalam cluster keempat, NGC 2516, oleh Healy & McCullough (2020) , dengan kesimpulan yang sama.
Penulis lain telah mengklaim keberpihakan dalam beberapa kasus. Khususnya, menggunakan asteroseismologi Kepler dari raksasa merah dalam dua cluster di bidang utama Kepler, Corsaro dkk. (2017) mengklaim keselarasan sumbu putar yang cukup ketat, mengarah hampir ke arah kami dalam setiap kasus. Karena medan Kepler tidak jauh dari bidang Galaksi dan merupakan gugus-gugus yang jauh, maka sumbu putar hampir berada di bidang Galaksi (mirip Uranus dan Matahari). Namun, kemungkinan menemukan hasil seperti itu jika cluster individu memiliki vektor momentum sudut rata-rata acak memunculkan tanda tanya - probabilitas untuk melihat vektor yang mengarah ke Anda sangat rendah. Karya Kamiaka et al. (2018) menunjukkan bahwa perkiraan asteroseismologi mungkin secara sistematis bias ke arah kemiringan rendah.
Bukti lebih lanjut untuk beberapa kesejajaran berada dalam orientasi nebula planet bi-polar menuju tonjolan galaksi. Rees & Zijlstra (2013) menemukan distribusi non-acak yang menunjukkan bahwa momen sudut orbital dari sistem biner, yang bertanggung jawab atas bentuk bipolar dari nebula, berorientasi sejajar dengan bidang Galaksi (sekali lagi, seperti Uranus mengelilingi Matahari). Hasilnya sangat signifikan secara statistik tetapi sejauh yang saya tahu belum ditindaklanjuti meskipun implikasinya jelas untuk perkiraan hasil transit dari survei exoplanet.
Saya pikir argumen terbesar bahwa tidak ada efek signifikan untuk rata-rata bintang di bidang galaksi, adalah bahwa orang-orang exoplanet yang bekerja dalam survei TESS (yang mencakup seluruh langit), akan menemukan ketergantungan spasial yang drastis pada hasil mereka. planet transit sebagai fungsi dari garis lintang Galaksi. Mayoritas planet transit (atau setidaknya Jupiter panas) memiliki sumbu orbit yang bertepatan dengan sumbu putar bintang (seperti planet di Tata Surya). Jika sumbu orbit ini sejajar dengan utara Galaksi (atau arah lain), itu berarti Anda akan melihat jauh lebih sedikit planet yang transit saat melihat ke arah itu. Saya belum pernah mendengar laporan tentang ketergantungan spasial seperti itu.