天体力学与引力
动力学摩擦
一艘穿水而行的重船会拖着一道尾迹,尾迹反过来拖拽它。一个穿过恒星之海的大质量天体,做着诡异相似的事——只不过用引力代替了水。它一路犁过,把一群恒星拉到身后聚成尾随的拥挤,而这道过密尾迹的引力又向后拽它,轻柔却持续地使它减速。这种引力拖曳就叫动力学摩擦。
这里并没有真正的摩擦或接触——只有重天体把恒星偏折向自身、那道恒星尾迹累积的引力拉扯。由于尾迹形成于运动质量之后,它的净拉力沿运动方向指向后方,抽走重天体的轨道能量。入侵者质量越大、周围越稠密,效应越强,而失去的能量转化为背景恒星的随机运动,把它们加热。这一效应由钱德拉塞卡于 1943 年首次算出,是一种全由引力构成的摩擦。
动力学摩擦悄然支配着星系与星团的长期命运。它使大质量星团和卫星星系在数十亿年间向星系中心盘旋而入,也是两个超大质量黑洞在其宿主星系并合后被拽得足够近、最终盘旋合并的关键过程。它还解释了为什么星团中较重的恒星倾向于沉向中心,而较轻的则漂向外缘——引力按质量给一群天体分拣。
当一个小星系落入更大的星系,动力学摩擦无情地把它拽向中心,在那里它被撕碎并吸收——这是大星系靠吞噬小星系而长大的缓慢引擎之一。
引力拖曳正是并合中的星系把各自核心拉到一起的方式。
尽管叫摩擦,这里并无接触或摩擦生热;它纯粹是引力尾迹的反作用。失去的轨道能量并未消失,而是转移进周围恒星的随机运动中。
又称
另见