Galaktisk tidevand er en tidevandskraft , der opleves af objekter under påvirkning af tyngdekraften i en galakse som for eksempel Mælkevejen . Af særlig interesse i tilfælde af galaktiske tidevand er studiet af galaksekollisioner , ødelæggelsen af dværggalakser eller satellitgalakser og Mælkevejens tidevandspåvirkning på Oort-skyen i solsystemet.
Tidevandskræfter afhænger af gravitationsfeltets gradient og ikke af dets styrke, så tidevandseffekter er normalt begrænset til galaksernes umiddelbare nærhed. To store galakser, der er involveret i en kollision eller passerer tæt på hinanden, vil være udsat for betydelige tidevandskræfter og har ofte mærkbare manifestationer af tidevandsinteraktioner.
To interagerende galakser vil ikke nødvendigvis opleve en frontal kollision (hvis overhovedet), men tidevandskræfter vil strække galakserne langs en lige linje rettet fra galaksen til det forstyrrende objekt. Når to galakser passerer tæt på hinanden, vil de deformerede områder på deres periferi blive strakt ved differentiel rotation og strakt ind i det intergalaktiske rum, og danner tidevandshaler . Sådanne haler er normalt meget buede. Hvis halen ser lige ud, er der større sandsynlighed for, at vi ser den på kanten. Stjernerne og gassen, der udgør halerne, trækkes ud af de let ødelagte galaktiske skiver i en eller begge galakser. [1] Muse- og Antenne-galakserne er gode eksempler på kolliserende tidevandshaler .
Ligesom Månen skaber to tidevandsbuler på hver sin side af Jorden, så skaber det galaktiske tidevand to arme på den ledsagende galakse. En stor hale dannes, hvis den forstyrrede galakse er lige stor eller mindre massiv end den påvirkende galakse; hvis den forstyrrede galakse er mere massiv, så vil den bagende hale være relativt svag, og den forreste arm, nogle gange kaldet en bro, vil være mere mærkbar. [1] Tidevandsbroer er sværere at opdage end tidevandshaler: broer kan blive opslugt af en forbipasserende galakse eller resultatet af en galaksefusion, hvilket får broen til at være synlig i kortere tid end en stor tidevandshale. Desuden, hvis en af de to galakser er i forgrunden for observatøren, så kan den anden galakse og tidevandsbroen mellem dem være delvist skjult for observatøren. Af disse grunde er det svært at gennemskue, hvor en galakse slutter og en anden begynder. Tidevandsløkker, hvor halen slutter sig til galaksen, der dannede den i begge ender, er sjældnere strukturer. [2]
Da tidevandskræfter er stærkest i umiddelbar nærhed af en galakse, er satellitgalakser mest påvirket af dem. En sådan ydre kraft skaber, når den virker på satellitten, en velordnet bevægelse inde i satellitten, hvilket ofte fører til dannelsen af store manifestationer, såsom rotation (svarende til tidevand i jordens hav) eller et unormalt forhold mellem masse og lysstyrke . [3] Ledsagergalakser kan også være udsat for tidevandsstrækning, som opstår under galaksekollisioner, når stjerner og gas adskilles fra de ydre dele af galaksen og absorberes af ledsagegalaksen. Dværggalaksen M32 , en satellit fra Andromeda-galaksen, kunne have mistet en del af sine spiralarme på grund af tidevandsstrækning, og den høje stjernedannelseshastighed i den resterende kerne kan være resultatet af bevægelsen af de resterende molekylære skyer [4] (da tidevandskræfter kan komprimere interstellare gasskyer inde i galakser, så opstår der områder med aktiv stjernedannelse i små galakser som et resultat).
Mekanismen for tidevandsstrækning af en lille galakse ligner interaktionen mellem galakser af sammenlignelige størrelser, selvom det relativt lille gravitationsfelt fører til, at kun satellitgalaksen og ikke den store galakse er påvirket af tidevandskræfter. Hvis satellitgalaksen er meget lille sammenlignet med den ledsagende galakse, så er tidevandshalerne meget sandsynligt symmetriske og rettet langs satellitgalaksens bane. [5] Men hvis satellitgalaksen er ret stor og har en masse på mere end en ti tusindedel af hovedgalaksens masse, så kan satellittens egen tyngdekraft påvirke tidevandshalerne, bryde symmetrien og give accelerationer rettet i forskellige retninger. Den resulterende struktur afhænger af både massen og kredsløbet af satellitgalaksen, såvel som massen og strukturen af den mørke glorie omkring værtsgalaksen, hvilket kan give indsigt i det mørke stofs potentiale i en galakse som Mælkevejen. [6]
Efter et stort antal kredsløb omkring hovedgalaksen, eller når den kredser tæt på hovedgalaksen, vil dværgsatellitgalaksen til sidst blive fuldstændig ødelagt og danne en tidevandsstrøm af stjerner og gas, der slynger sig om hovedgalaksen. Det blev antaget, at udvidede skiver af gas og stjerner omkring nogle galakser, såsom Andromeda-galaksen, kunne opstå på grund af den fuldstændige tidevandsødelæggelse (med efterfølgende sammensmeltning med en stor galakse) af en dværgsatellitgalakse. [7]
Tidevandspåvirkningen er også til stede i de indre områder af galaksen, hvor tidevandskraftgradienten er mest signifikant. En sådan påvirkning kan være vigtig for dannelsen af stjerner og planetsystemer. Normalt er en stjernes tyngdekraft den vigtigste tiltrækningskraft i dens nærhed, og kun når andre stjerner passerer i nærheden af denne, kan kræfternes balance ændre sig væsentligt. Men i de ydre dele af stjernesystemer er stjernens tiltrækning svag, og galaktiske tidevandskræfter viser sig at være betydelige. I solsystemet er den hypotetiske Oort-sky, der betragtes som kilden til langtidskometer, placeret i denne overgangsregion.
Oort-skyen anses for at være en stor skal, der omgiver solsystemet, ifølge skøn er radius af denne skal lig med et lysår . Over en sådan afstand er gradienten af Mælkevejens gravitationsfelt mere mærkbar. På grund af tilstedeværelsen af denne gradient kan galaktiske tidevand deformere Oort-skyen, strække den mod centrum af galaksen og komprimere den langs de to andre akser, svarende til hvordan Jordens form ændres under indflydelse af Månens tyngdekraft.
Solens tiltrækning er relativt svag på sådanne afstande, hvor små forstyrrelser fra galaksen kan flytte nogle planetesimaler fra baner langt fra Solen og rette dem mod Solen og andre planeter. [8] Sådanne kroppe, der består af en blanding af sten og is, vil blive til kometer, når de udsættes for en stigende flux af solstråling, når de bevæger sig ind i solsystemet.
Påvirkningen af galaktiske tidevandskræfter på Jorden er ubetydelig og kan kun estimeres teoretisk: hvis vi tager tidevandsaccelerationen fra Solen som 1, så vil tidevandsaccelerationen fra Månen være 2, og accelerationen fra Mælkevejen vil være kun 10-12 . Derfor, hvis Månens tidevandspåvirkning fører til en stigning i havniveauet med 10 meter, vil vandstanden under påvirkning af Mælkevejen kun stige med 10 picometer, hvilket ikke overstiger størrelsen af et atom.
| galakser | |
|---|---|
| Slags |
|
| Struktur | |
| Aktive kerner | |
| Interaktion | |
| Fænomener og processer | |
| Lister | |