Фрактальные частицы пыли


Астрономическая картинка дня, 9 мая 1999г

В большинстве анализов затухания, эффективности поглощения и рассеяния межзвездыми частицами пыли используется теория Ми (Mie), которая дает точные решения для электромагнитных полей на сферических или циллиндрических частицах пыли. Однако частицы пыли, составляющие межзвездную среду, крайне маловероятно являются сферическими, наиболее вероятная ситуация такова, при которой частицы пыли могут сталкиваться и слипаться, или сталкиваться и рассыпаться, что приводит к распределению размеров и случайному распределению форм. В целях моделирования этой ситуации, я сконструировал на компьютере частицы случайной формы, используя процесс случайных столкновений.

Описание: Фрактальные частицы пыли возникают в результате коагуляции более мелких составных частей, начиная с мономеров. Два мономера сталкиваются и слипаются, образуя димер. На верхнем рисунке показан процесс, в ходе которого два димера сталкиваясь образуют тетрамер, два тетрамера сталкиваются, образуя октамер, и так далее. В результате образуется то, что я называю CL-фракталами.

Альтернативным процессом является столкновение мономера с димером, давая тример, который затем сталкивается с другим мономером, давая тетрамер. Такой процесс добавления одного мономера за один раз продолжается, создавая DLA-фрактал. на рисунке ниже показаны DLA-фрактал, твердая сфера и CL-фрактал, все имеют одинаковую массу.

Цветной 53 kB GIF-файл с изображением CL-фрактала из 1024 мономеров.

Цветная 35 kB GIF-стереограмма CL-фрактала, состоящего из 1024 мономеров. Скрестите свои глаза, чтобы совместить два изображения, и Вы увидите трехмерное изображение структуры.

Цветной 63 kb GIF-файл DLA-фрактал, состоящий из 1024 мономеров.

Цветная 54 kB GIF-стереограмма DLA-фрактала, состоящего из 1024 мономеров. Скрестите свои глаза, чтобы совместить два изображения, и Вы увидите трехмерное изображение структуры.

Если у Вас быстрая линия, взгляните на 1 MB анимацию вращующейся фрактальной частицы пыли.


Публикации по теме

Wright, E. L. 1982, ApJ, 255, 401. "Thermalization of Starlight by Elongated Grains: Can the Microwave Background have been Produced by Stars?"

Wright, E. L. 1987, ApJ, 320, 818. "Long Wave Abs. by Fractal Dust Grains"

Wright, E. L. 1988, Nature, 336, 227. "The Ultraviolet Extinction from Graphitic Onions"

Wright, E. L. 1989, ApJ, 346, L89. "Fractal Dust Grains around R CrB Stars"


Домашняя страничка Неда Райта (Ned Wright)
[Страничка Астрономического факультета UCLA]
[Страничка UCLA Астрономия]
[Страничка UCLA Физика]


Последняя редакция 10 мая 1999г
..:: Перевел с английского В.Г. Мисовец