Sammensmeltning af galakser

En galaksesammensmeltning opstår, når to eller flere galakser støder sammen. Det er en af ​​mulighederne for interaktion mellem galakser . På trods af at stjerner eller stjernesystemer ikke støder sammen under fusionen på grund af de store afstande mellem stjerner, har tyngdekraftens vekselvirkning mellem galakser og friktionen mellem gas og støv en væsentlig effekt på de fusionerende galakser. Effekterne af sådanne fusioner afhænger af en lang række parametre, såsom kollisionsvinklen, hastigheden, størrelsen og sammensætningen af ​​galakser. Studiet af galaksesammenlægninger er vigtigt, fordi hastigheden af ​​sammensmeltninger er et mål for galaksernes udvikling [1] .

Beskrivelse

Under fusionen påvirkes stjernerne og det mørke stof i hver galakse af den nærmer sig. Ved afslutningen af ​​fusionen ændres gravitationspotentialet så hurtigt, at stjerners kredsløb bliver stærkt påvirket, hvilket fører til, at stjernen "glemmer" den tidligere bane. Denne proces er en voldsom afspænding. [3] Under fusionen af ​​galakser erstattes den ordnede rotation af stjerner i skivens plan med en tilfældig. Som et resultat dannes der en galakse, hvor de fleste af stjernerne danner et komplekst system af baner, der ikke har en højordnet bevægelse. I elliptiske galakser observeres stjerner i uordnede, tilfældigt orienterede baner.

Sammensmeltende galakser har den mest aktive stjernedannelse . [4] Hastigheden for stjernedannelse under en større fusion kan nå tusindvis af solmasser om året, afhængigt af galaksernes gasindhold og deres rødforskydning . [5] [6] Typiske stjernedannelseshastigheder i fusionerende galakser overstiger ikke 100 solmasser om året. [7] [8] Disse værdier er store sammenlignet med værdien for vores galakse, hvor der i gennemsnit dannes to stjerner om året. [9] Selvom stjerner i galaksefusioner næsten aldrig kommer tæt nok på til at kollidere, falder de gigantiske molekylære skyer hurtigt mod midten af ​​den dannede galakse, hvor de kolliderer med hinanden. Disse kollisioner fører til dannelsen af ​​stjerner inde i tætte kondensationer i skyer. Et lignende fænomen observeres i fusionerende galakser i den nærmeste del af universet, og det var mere udtalt under fusionerne, der dannede de aktuelt observerede elliptiske galakser og opstod for 1-10 milliarder år siden, da galakserne på det tidspunkt indeholdt mere gas og molekylære skyer. Langt fra centrum af galaksen kolliderer gasskyer med hinanden og danner chokbølger, der bidrager til dannelsen af ​​nye stjerner i skyerne. Som følge heraf er der efter fusionen en lille mængde gas tilbage i galakserne, egnet til dannelsen af ​​stjerner. Derfor, hvis en galakse har været involveret i en større fusion, og der er gået flere milliarder år, så vil der være et meget lille antal unge stjerner til stede i den. Denne effekt observeres i moderne elliptiske galakser: der er praktisk talt ingen molekylær gas, et meget lille antal unge stjerner. Elliptiske galakser menes at være resultatet af større fusioner, hvor det meste af gassen bruges til at skabe stjerner under fusionen, hvorefter stjernedannelsen falmer.

Sammensmeltningen af ​​galakser kan simuleres på computere. Galaksepar kan oprindeligt have forskellige morfologiske typer , det er muligt at tage højde for alle typer gravitationelle og hydrodynamiske interaktioner, spredningen af ​​interstellar gas, processen med stjernedannelse, energi og masse frigivet tilbage til det interstellare medium under supernovaer . Galaksefusionsmodelleringsbiblioteket kan findes på GALMER-webstedet. [11] En undersøgelse udført af Jennifer Lotz ved  Space Telescope Institute i Baltimore, Md., udførte computersimuleringer for at validere Hubble Space Telescope- observationer . [1] , overvejede en gruppe forskere en lang række parametre under simulering, fra et par galakser med samme masse til sammensmeltningen af ​​en kæmpe og små galakser, forskellige galaksers baner og deres indbyrdes orientering blev også undersøgt. I alt 57 fusionsscenarier blev overvejet. [en]

En af de største fusioner af galakser er fusionen af ​​fire elliptiske galakser i CL0958+4702- hoben . Som et resultat af denne fusion kan en af ​​de største galakser i universet dannes. [12]

Klassifikation

Sammensmeltninger af galakser kan klassificeres baseret på egenskaber ved de sammensmeltende galakser, såsom antal, relativ størrelse og gasindhold.

Efter antal galakser

• Binær fusion : To galakser er involveret i en fusion . 
• Multipel fusion ( eng.  multiple merger ): flere galakser er involveret i fusionen.

Efter størrelse af galakser

• Mindre fusion ( eng.  minor merger ): en af ​​galakserne er meget større end den anden (andre). En stor galakse vil absorbere en lille, det meste af dens gas og stjerner, og dette fænomen vil blive lidt reflekteret i en stor galakse. Det menes, at Mælkevejen absorberer små galakser på denne måde, inklusive dværggalaksen i Canis Major og sandsynligvis de magellanske skyer . Jomfrustrømmen er sandsynligvis en rest af en dværggalakse, der næsten er smeltet sammen i Mælkevejen.
• Større fusion : to spiralgalakser af omtrent samme størrelse smelter sammen, som et resultat af, at galakserne bliver berøvet det meste af deres gas og støv, og passerer især stadiet af den  aktive galaktiske kerne . Det menes, at en lignende proces ligger til grund for fremkomsten af ​​kvasarer . Som et resultat af fusionen dannes en elliptisk galakse.

En undersøgelse hævder, at store galakser har oplevet mindst én fusion i løbet af de sidste 9 milliarder år i gennemsnit. Små galakser smelter oftere sammen med store. [1] Det menes, at Mælkevejen og Andromedagalaksen vil støde sammen om 4,5 milliarder år. Sammensmeltningen af ​​disse galakser er klassificeret som en større, da størrelserne af galakserne er sammenlignelige. Resultatet er en elliptisk galakse.

Efter gasindhold

• Våd fusion : En fusion af gasrige (eller blå) galakser. Under fusionen sker der kraftig stjernedannelse, diskgalakser omdannes til elliptiske, og der opstår kvasarlignende aktivitet. [16]
• Tør fusion : En fusion af gasfattige (eller røde) galakser. Under fusionen ændres hastigheden af ​​stjernedannelsen lidt. [16]
• Fugtig fusion : En mellemtype af fusion mellem ovenstående, hvor mængden af ​​gas er tilstrækkelig til kraftig stjernedannelse, men ikke nok til at skabe kuglehobe . [17]
• Blandet fusion : Sammensmeltningen af ​​en gasrig og gasfattig galakse.

Eksempler

Eksempler på galakser, der er i gang med at fusionere eller anses for at være resultatet af fusioner:

• NGC 4038 og NGC 4039
• NGC 4676A og NGC 4676B
• Centaurus A
• NGC 7318

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 Astronomer fastlægger galaksekollisionshastigheden  (27. oktober 2011). Hentet 16. april 2012.
2. ↑ Udvikling i slowmotion . Hentet: 15. september 2015. (ubestemt)
3. ↑ van Albada, TS 1982 Royal Astronomical Society, Monthly Notices , vol. 201 s. 939
4. ↑ Schweizer, F. Starbursts: Fra 30 Doradus til Lyman Break Galaxies, afholdt i Cambridge, Storbritannien, 6.-10. september 2004. Redigeret af R. de Grijs og RM González Delgado. Astrophysics & Space Science Library, Vol. 329. Dordrecht: Springer, 2005, s.143
5. ↑ Eve C. Ostriker; Rahul Shetty. Maximally Star-Forming Galactic Disks I. Starburst Regulation Via Feedback-Driven Turbulence  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2012. - Vol. 731 , nr. 1 . - doi : 10.1088/0004-637X/731/1/41 . — . - arXiv : 1102.1446 .
6. ↑ J. Brinchmann; +6 andre. De fysiske egenskaber ved stjernedannende galakser i det lave rødforskydningsunivers  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2004. - Vol. 351 , nr. 4 . - S. 1151-1179 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.07881.x . - . — arXiv : astro-ph/0311060 .
7. ↑ Benjamin P. Moster; +4 andre. Virkningerne af en varm gasformig halo i store galaksefusioner  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2011. - Vol. 415 , nr. 4 . - S. 3750-3770 . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2011.18984.x . - . - arXiv : 1104.0246 .
8. ↑ Michaela Hirschmann; +4 andre. Galaksedannelse i semi-analytiske modeller og kosmologiske hydrodynamiske zoomsimuleringer  (engelsk)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal. - Oxford University Press , 2012. - Vol. 419 , nr. 4 . - S. 3200-3222 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.19961.x . - . - arXiv : 1104.1626 .
9. ↑ Laura Chomiuk; Matthew S. Povich. Mod en forening af stjernedannelseshastighedsbestemmelser i Mælkevejen og andre galakser  //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2011. - Vol. 142 , nr. 6 . - doi : 10.1088/0004-6256/142/6/197 . — . - arXiv : 1110.4105 .
10. ↑ Galaktisk glødeorm . Hentet 27. marts 2013.
11. ↑ Galaxy merger library , 27. marts 2010 , < http://galmer.obspm.fr > . Hentet 27. marts 2010. 
12. ↑ Galakser støder sammen i fire-vejs fusion , BBC News (6. august 2007). Hentet 7. august 2007.
13. ↑ Transformerende galakser . Ugens billede . ESA/Hubble. Hentet: 6. februar 2012. (ubestemt)
14. ↑ Galaxy får et kosmisk hår, der ryster , ESA/Hubbles billede . Hentet 1. august 2014.
15. ↑ Kosmisk "flyvende V" af fusionerende galakser . Hentet 12. februar 2013.
16. ↑ 1 2 Lin, Lihwal et al. Redshift Evolution of Wet, Dry og Mixed Galaxy Mergers fra tætte Galaxy Pairs i DEEP2 Galaxy Redshift Survey  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2008. - Juli ( vol. 681 , nr. 232 ). - doi : 10.1086/587928 . - . - arXiv : 0802.3004 .
17. ↑ Forbes, Duncan A. et al. Fugtige fusioner: nylige gasformige fusioner uden væsentlig kugleklyngedannelse? (engelsk)  // The Astrophysical Journal  : tidsskrift. - IOP Publishing , 2007. - April ( vol. 659 , nr. 1 ). - doi : 10.1086/512033 . - . - arXiv : astro-ph/0612415 .

Links

• Andromeda involveret i galaktisk kollision på msnbc.msn.com 
• Galaxy Merger Simulations på galmer.obspm.fr  (fr.)

I bibliografiske kataloger	J9U : 987007574958405171 LCCN : sh2013002860