Диффузия элементов в ранней Вселенной
Медведев Павел Сергеевич
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской
Авторы: П. Медведев, С. Сазонов, М. Гильфанов
Несмотря на широкую область применения теории диффузии в астрофизических
задачах, диффузии элементов в период формирования первых структур уделено мало внимания. Между тем даже небольшое отклонение обилия элементов внутри возмущений от первичного состава Вселенной может быть очень важно для современной наблюдательной космологии. Мы рассчитываем диффузию начиная с эпохи рекомбинации ( z ? 1000) до эпохи реионизации (z ? 6 ). Для
этого используется простая модель сферически-симметричных возмущений. Задача разделяется на три этапа эволюции возмущений: 1) линейная стадия роста контраста плотности 2) квазилинейный рост, сферически-симметричный коллапс и вириализация возмущения; 3) вторичное падение, аккреция вещества на вириализованное возмущение. Для нахождения скорости диффузии мы используем систему уравнений Бюргерса (1973), адаптируя уравнения для частично ионизо-
ванного газа. Результат расчетов показал, что линейная стадия может обеспечить
лишь незначительное изменение в обилии элементов, на уровне 10?4 %. Существенно эффективней диффузия работает во время стадии вторичного падения вещества, где эффект может достигать нескольких процентов.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 14-12-01315