ГРАВИТАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ
Поляченко В.Л., Поляченко Е.В., Шухман И.Г.

Поступила в редакцию: 25 Августа 2006

PACS: 98.10.+z, 98.35.Jk

DJVU (265.7K)

PDF (529.1K)

Изучаются некоторые физические следствия из имеющейся аналогии между простейшими плазменными ловушками (пробкотронами) и скоплениями звезд, окружающими массивные черные дыры или плотные ядра галактик. В таких системах имеется «конус потерь», через который уходят частицы плазмы с малыми поперечными относительно оси ловушки скоростями или, аналогично, звезды с малыми угловыми моментами (которые разрушаются или поглощаются центральным телом). Последствия «пучковой» деформации функции распределения плазмы в ловушке хорошо известны: в результате развивается специфическая «конусная» неустойчивость, создающая поток плазмы в «конус потерь». Показано, что в интересующем нас галактическом случае тоже может при определенных условиях возникнуть аналогичная гравитационная конусная неустойчивость. Она связана с медленными прецессионными движениями сильно вытянутых (почти радиальных) орбит звезд, а главным условием ее раскачки является ретроградность прецессии таких орбит (когда прецессия происходит в сторону, противоположную орбитальному вращению звезд). Только при этом условии вместо неустойчивости радиальных орбит (разновидности джинсовской неустойчивости в системах с сильно вытянутыми орбитами), имеющей место при прямой прецессии, возникают колебания, которые могут стать неустойчивыми при наличии «конуса потерь». Неустойчивость вызывает поток звезд на галактический центр, т. е. служит механизмом поставки «горючего» для обеспечения ядерной активности галактик. Для математического анализа получены сравнительно простые характеристические уравнения, описывающие малые возмущения в сфере, состоящей из сильно вытянутых по радиусу звездных орбит. Эти характеристические уравнения выводятся путем ряда последовательных упрощений из общей линеаризованной системы уравнений, включающей бесстолкновительное уравнение Больцмана и уравнение Пуассона (в переменных действие - угол). Центральным пунктом исследования полученных характеристических уравнений является предварительное нахождение нейтральных мод (либо доказательство их отсутствия в случае устойчивости).