Бар (астрономия)

Бар, также перемычка в

Бар образуется при возникновении гравитационной неустойчивости в тонком диске галактики. Для этого нужна либо достаточно высокая скорость вращения диска, либо небольшая скорость вращения и большие радиальные скорости звёзд. Бары оказывают заметное влияние на родительские галактики и являются одним из основных агентов внутренней вековой эволюции — изменений в галактике в течение длительного времени, не зависящих от её окружения.

Бар, также называемый перемычкой — структура вытянутой формы в плоскости

Бар — устойчивое образование, которое в отдельно взятой галактике существует на протяжении многих её оборотов. Бар вращается как единое целое, в ту же сторону, что и диск, но, как правило, с немного меньшей угловой скоростью. При этом звёзды, составляющие бар, не находятся в нём всё время, в отличие, например, от балджа. Звёзды постоянно входят в бар и покидают его, но их повышенная концентрация в области бара остаётся, так что внешний вид бара не изменяется — подобным образом возникают и спиральные рукава в теории волн плотности^[1][2].

Из всех галактик около трети имеет бар, включая

Форма бара и его изофот хорошо описывается обобщёнными эллипсами^[6][10]:

${\displaystyle \left({\frac {|x|}{a}}\right)^{c}+\left({\frac {|y|}{b}}\right)^{c}=1}$

где ${\displaystyle a}$ и ${\displaystyle b}$ —

${\displaystyle x}$

${\displaystyle y}$

${\displaystyle c}$

${\displaystyle c=2}$

${\displaystyle c>2}$

${\displaystyle c=2}$

Распределение поверхностной яркости в баре часто моделируется модифицированной функцией Феррерса. Для распределения яркости ${\displaystyle \mu (r)}$ вдоль большой оси бара она имеет следующий вид^[11]:

${\displaystyle \mu (r)=\mu _{0}\left[1-\left({\frac {r}{r_{bar}}}\right)^{2-\beta }\right]^{\alpha }}$

В этой формуле ${\displaystyle \mu _{0}}$ — поверхностная яркость в центре бара, ${\displaystyle r_{bar}}$ — расстояние до границы бара, дальше которой поверхностная яркость считается равной нулю. Параметры ${\displaystyle \alpha }$ и ${\displaystyle \beta }$ отвечают за скорость убывания яркости, соответственно, у границы и у центра бара^[11].

, может использоваться и для баров — для них ${\displaystyle n}$ обычно находится в диапазоне от 0,5 до 1

Бар образуется при возникновении гравитационной неустойчивости в тонком диске галактики. Существует как минимум два механизма образования бара: барообразующая неустойчивость и неустойчивость вытянутых орбит^[12].

Барообразующая неустойчивость, или бар-мода образует бар, если скорость вращения диска достаточно велика, в этом случае образование бара становится энергетически выгодным. Количественно критерий неустойчивости выражается через энергию вращения диска ${\displaystyle E_{r}}$ и его потенциальную энергию ${\displaystyle W}$: если отношение ${\textstyle {\frac {E_{r}}{W}}}$ составляет более 0,14—0,20 (точное значение зависит от параметров модели), то за 1—2 оборота галактики возникает бар. Аналогичная ситуация возникает в механике несжимаемых самогравитирующих тел: при достаточно больших энергиях вращения они превращаются из сплюснутого

Неустойчивость вытянутых орбит, напротив, возникает при медленном вращении диска и больших радиальных скоростях звёзд. Если звёзды движутся по близким вытянутым орбитам, то из-за гравитационного взаимодействия между ними орбиты прецессируют и сближаются ещё больше, и также образуется бар. Такой механизм образования бара неэффективен для слабо вытянутых орбит, поэтому он должен проявляться в основном в центральных областях диска, в которых радиальная дисперсия скоростей звёзд велика. Кроме того, бары, которые образуются таким способом, должны иметь малую скорость вращения[12].

Бары оказывают заметное влияние на родительские галактики и являются одним из основных агентов

• Сурдин В. Г. Галактики. — 2-е, исправленное и дополненное. — М.: Физматлит, 2017. — 432 с. — ISBN 978-5-9221-1726-5.
• Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. — 2-е изд. испр. и дополн. — Фрязино: Век 2, 2011. — 576 с. — ISBN 978-5-85099-188-3.

Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии.