宇宙中的重子物质及其相关物理

发布时间：2020-12-06 23:32

　　重子物质是宇宙中的重要组成部分,宇宙中可直接观测的天体都是由重子和电子组成的,因此对于这些结构,其形成和演化必须考虑气体动力学和辐射过程等相关物理过程的影响。基于Houjun Mo等人的Galaxy Formation and Evolution一书,并基于本人对诸如流体力学平衡下的气体密度分布、激波转移条件的马赫数形式和由其得出的强激波情况、以及冲击波的自相似模型和风驱泡模型等内容的推导,本文在第二章中介绍了基于流体力学,对考虑各种流体效应、辐射过程的气态晕演化的相关研究,这些研究不仅包含了气态晕的形成、流体平衡下的气态晕结构、忽略冷却效应和加热效应的气态晕演化,还介绍了气态晕冷却和气态晕加热(有能量源)以及气态晕的热不稳定和流体不稳定。在第三章中,本人对诸如星系际介质的热演化、星系际介质的电离演化等内容做出推导,基于此并结合相关资料,此章介绍了对宇宙中星系际介质的相关研究,星系际介质是任何星系形成和演化理论的重要组成部分,并且在“重子丢失”问题和对宇宙微波背景辐射的研究中也扮演了重要的角色。在这一章当中,我们首先介绍了星系际介质的全局性质,并介绍了各种辐射和气体动力学过程是如何驱动... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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激波平面不同区域的示意图

第2章气态晕（GaseousHalos）的演化和形成39(2.76)对于（）的情况，我们可以得到(2.77)且结果是一个等温球。对于种子扰动（seedperturbation）的二次再入（secondaryinfall），。根据和无量纲半径，运动方程可以写成：(2.78)其中、和是上述讨论得出的自相似解。边界条件是和。对于给出的和，上式可以得出解。下图是自相似解中给定的气体壳的演化轨迹。假定初始扰动的。图2.2自相似解中气体壳的演化轨迹(Bertschinger,1985)（a）图显示了纯碰撞气体的结果，而（b）图显示了由无碰撞成分主导的势中的碰撞气体的结果，两图都分别反映了不同绝热指数（adiabaticindex）下的结果。由图可以看出质量壳在时首先从其初始半径膨

吉林大学硕士学位论文42其中是最大膨胀半径，是拉格朗日（Lagrangian）半径。且：(2.82)激前密度和激前压力分别为：(2.83)这些边界条件，连同在时给出的内部边界条件，可以用来对流体方程积分以得到激后气体的、、和。图2.2自相似解中气体壳的演化轨迹(Bertschinger,1985)这种情况的曲线轨迹如右图所示。我们可以发现，对于值较大，比如时，情况下的结果与纯碰撞粒子模型（如左图）相同。但是，对于的情况，两种模型之间的差别就很大，区别于纯碰撞粒子模型趋于零，该模型质量壳会趋于一个有限半径，原因是由于在这个模型中引力是由暗物质主导的，气体可以通过调整（adjusting）其压力梯度达到流体静力平衡。


本文编号：2902194