L’articolo “Formation of disks with long-lived spiral arms from violent gravitational dynamics” è tra gli editor’s suggestions di Physical Review E. Tra gli autori anche il ricercatore del CREF Francesco Sylos Labini

Mediante semplici esperimenti dinamici l’articolo scientifico di Francesco Sylos Labini, Luis Diego Pinto e Roberto Capuzzo-Dolcetta ha indagato l’effetto combinato della dinamica gravitazionale e dei gas nell’evoluzione di una sovra-densità massiccia inizialmente fuori equilibrio, uniforme e rotante pensata come isolata. Da questo è emerso come la rapida variazione del potenziale di campo medio del sistema fa sì che le particelle puntiformi (PP), che interagiscono solo tramite gravità newtoniana, formino un disco spesso quasi stazionario dominato da moti rotazionali circondati da bracci a spirale molto fuori equilibrio.

Si è visto che la componente gassosa è sottoposta a shock di compressione e raffreddamento radiativo in modo da sviluppare un disco molto più piatto, dove i moti rotazionali sono coerenti e la dispersione di velocità è inferiore a quella dei PP. Intorno a tale disco gassoso si formano braccia a spirale longeve, ma non stazionari: questi sono costituiti da particelle gassose che si muovono coerentemente perché hanno acquisito una specifica correlazione fase-spazio durante la fase di collasso gravitazionale. Tale correlazione fase-spazio rappresenta una firma dell’origine violenta delle braccia e implica sia il movimento della materia che il trasferimento di energia.

Su scale maggiori, dove la componente di velocità radiale è significativamente maggiore di quella rotazionale, il gas segue gli stessi bracci a spirale fuori equilibrio tracciati dai PP. Infine vengono delineate le implicazioni astrofisiche e cosmologiche dei nostri risultati. Quando la componente della velocità radiale è significativamente maggiore di quella rotazionale, il gas segue gli stessi bracci a spirale fuori equilibrio tracciati dai PP.

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