Die Rotation kosmischer Gasmassen

Abstract

1. Die hydrodynamischen Gleichungen für die Bewegungen eines turbulenten Gases werden im Sinne der Prandtlschen Theorie nochmals abgeleitet . Für die Anwendung auf kosmische Gasmassen wird dabei auch der Turbulenz druck und die durch ihn bedingte Stabilität bzw. Labilität der Schichtung untersucht . Für die Ableitung der Turbulenz-geschwindigkeit aus der mittleren Geschwindigkeit wird ein invarianter Ausdruck angegeben.

2. Die Gleichungen werden in einem zwei dimensionalen rotationssymmetrischen Modell genähert gelöst. Die turbulente Reibung löst eine rotierende Masse in einen Kern und eine ins Unendliche entweichende Hülle auf. In gewissen Fällen bilden sich in der Hülle „ Saturnringe " . Der Kern bleibt in der hier gewählten Näherung , in welcher der Druck vernachlässigt ist, starr rotierend zurück . Berücksichtigung des Druckes würde einlangsames Erlöschen der Rotation ergeben . Eine spezielle Dichteverteilung wird quantitativ behandelt . Für allgemeinere Dichteverteilungen werden Näherungsformeln entwickelt und graphisch diskutiert.

3. Im drei dimensionalen Fallläßt sich die Rechnung nicht bis zu derselben Näherung treiben . Die Näherung einer flachen Scheibe wird diskutiert und der Sonderfall eines stationären Materie stroms bei großer Zentralmasse durchgerechnet . Qualitativ weichen die Ergebnisse vom zwei dimensionalen Fall nicht ab.

4. Das Rotationsgesetz des Andromeda - Nebels scheint durch die hier entwickelten Methoden verständlich zu werden. Die turbulente Reibung hat die Tendenz, die im Andromeda-Nebel bestehende komplizierte Dichteverteilung (dichter Kern, dann ein Dichte minimum und weit er außen ein breiter Materiering) gegen den Druck aufrecht - zuer halten . Die äußersten Teile des Nebels sollten mit einer Geschwindigkeit von wenigen km/sec, welche ihrer Rotation überlagert ist, in den Weltraum abströmen . Damit ergibt sich eine Lebensdauer eines der artigen Gebildes von mehreren 10⁹ Jahren . Es wird darauf hingewiesen , daß das empirische Rotationsgesetz des Nebels die Frage nahelegt ob die Spiralstruktur von innen nach außen nicht ein malden Richtungssinn umkehrt.