Maxwell-Proca电磁应力对星系旋转曲线的一种假设性效应
星系天体物理
2018-08-16 v2 高能物理 - 唯象学
等离子体物理
摘要
对应于有限光子质量的Maxwell-Proca电动力学导致Maxwell应力张量发生实质性改变，并在特定情况下可能使电磁应力有效地表现为“负压”。本文描述了一个模型，其中这种负压模拟了引力吸引，并可能产生与引力相当甚至占主导地位的力。该效应与星系盘中尺度超过光子康普顿波长的随机磁场有关。较弱的有序场的存在不影响所考虑的力。这些应力主要作用于星际气体，并产生一种额外的力，将气体拉向星系中心和星系盘平面。恒星不直接受到任何显著的力，而是通过一个“循环回路”卷入此过程：快速演化的大质量恒星由参与星系旋转的气体形成，然后在短于大约1/6旋转周期的时间内将其质量返还给气体。这使得它们的动力学与旋转气体的动力学密不可分。较轻、演化缓慢的恒星一旦形成，便失去与气体的联系，仅通过引力被束缚在星系内。基于我们星系参数的数值例子揭示了该模型的机遇与挑战，并激发了进一步的分析。关键问题在于形成无力无矩不规则磁场的合理性。另一个挑战是在上述情景下发展一个关于星系气体和恒星族群演化的预测模型。探索负压模型可能具有的更广泛宇宙学含义或许也很有趣。
引用
@article{arxiv.1708.09514,
title = {A hypothetical effect of the Maxwell-Proca electromagnetic stresses on galaxy rotation curves},
author = {Dmitri D. Ryutov and Dmitry Budker and Victor V. Flambaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.09514},
year = {2018}
}
备注
29 pages, 1 figure