Összeolvadó galaxisok

A galaxisok egyesülése két vagy több galaxis ütközésekor következik be. Ez a galaxisok kölcsönhatásának egyik lehetősége . Annak ellenére, hogy a csillagok vagy csillagrendszerek az egyesülés során a csillagok közötti nagy távolságok miatt nem ütköznek össze, a galaxisok gravitációs kölcsönhatása, valamint a gáz és a por közötti súrlódás jelentős hatással van az egyesülő galaxisokra. Az ilyen egyesülések hatása számos paramétertől függ, például az ütközési szögtől, a sebességtől, a galaxisok méretétől és összetételétől. A galaxis-fúziók tanulmányozása azért fontos, mert az egyesülések aránya a galaxisok evolúciójának mértéke [1] .

Leírás

Az egyesülés során az egyes galaxisok csillagaira és sötét anyagára hatással van a közeledő galaxis. Az egyesülés befejeztével a gravitációs potenciál olyan gyorsan változik, hogy a csillagok pályáját erősen befolyásolja, ami ahhoz vezet, hogy a csillag "elfelejti" az előző pályát. Ez a folyamat egy heves ellazulás. [3] A galaxisok egyesülése során a csillagok rendezett forgását a korong síkjában véletlenszerű váltja fel. Ennek eredményeként egy galaxis jön létre, amelyben a csillagok többsége olyan összetett pályarendszert alkot, amely nem rendelkezik rendkívül rendezett mozgással. Az elliptikus galaxisokban a csillagokat rendezetlen, véletlenszerűen orientált pályákon figyelik meg.

Az összeolvadó galaxisokban van a legaktívabb csillagképződés . [4] A csillagkeletkezés üteme egy nagyobb egyesülés során a naptömegek ezreit is elérheti évente, a galaxisok gáztartalmától és vöröseltolódásától függően . [5] [6] Az egyesülő galaxisok tipikus csillagkeletkezési sebessége nem haladja meg a 100 naptömeget évente. [7] [8] Ezek az értékek nagyok a galaxisunk értékéhez képest, amelyben évente átlagosan két csillag keletkezik. [9] Bár a galaxis-összeolvadás során a csillagok szinte soha nem kerülnek elég közel ahhoz, hogy ütközzenek, az óriási molekulafelhők gyorsan esnek a formálódó galaxis közepe felé, ahol ütköznek egymással. Ezek az ütközések csillagok kialakulásához vezetnek a felhők sűrű kondenzációjában. Hasonló jelenség figyelhető meg az univerzum legközelebbi részén az összeolvadó galaxisokban, és a jelenleg megfigyelt elliptikus galaxisokat alkotó, 1-10 milliárd évvel ezelőtti egyesülések során volt kifejezettebb, mivel akkoriban a galaxisok több gázt, ill. molekuláris felhők. A galaxis középpontjától távol a gázfelhők ütköznek egymással, lökéshullámokat képezve, amelyek hozzájárulnak az új csillagok kialakulásához a felhőkben. Ennek eredményeként az egyesülés után kis mennyiségű gáz marad a galaxisokban, amely alkalmas csillagok keletkezésére. Ezért, ha egy galaxis jelentős egyesülésben vesz részt, és több milliárd év telt el, akkor nagyon kevés fiatal csillag lesz jelen benne. Ez a hatás a modern elliptikus galaxisokban figyelhető meg: gyakorlatilag nincs molekuláris gáz, nagyon kis számú fiatal csillag. Úgy gondolják, hogy az elliptikus galaxisok nagy egyesülések eredményei, amelyek során a gáz nagy részét csillagok létrehozására használják fel az egyesülés során, ami után a csillagkeletkezés elhalványul.

A galaxisok egyesülése számítógépeken szimulálható. A galaxispárok kezdetben eltérő morfológiai típussal rendelkezhetnek, figyelembe lehet venni mindenféle gravitációs és hidrodinamikai kölcsönhatást, a csillagközi gáz disszipációját, a csillagkeletkezés folyamatát, a szupernóvák során a csillagközi közegbe visszakerülő energiát és tömeget . A galaxis egyesülési modellező könyvtár a GALMER weboldalán található. [11] Jennifer Lotz tanulmánya a  Baltimore -i Űrteleszkóp Intézetben ( Md.) számítógépes szimulációkat végzett a Hubble Űrteleszkóp megfigyeléseinek validálására . [1] kutatócsoport a szimuláció során a paraméterek széles skáláját vette figyelembe, egyforma tömegű galaxispártól egy óriási és kis galaxis egyesüléséig, a galaxisok különböző pályáit és azok kölcsönös orientációját is vizsgálták. Összesen 57 egyesülési forgatókönyvet vettek figyelembe. [egy]

A galaxisok egyik legnagyobb egyesülése négy elliptikus galaxis egyesülése a CL0958+4702 halmazban . Ennek az egyesülésnek az eredményeként létrejöhet az Univerzum egyik legnagyobb galaxisa. [12]

Osztályozás

A galaxisok egyesülései osztályozhatók az egyesülő galaxisok tulajdonságai, például szám, relatív méret és gáztartalom alapján.

Galaxisok száma szerint

• Bináris egyesülés : Két galaxis vesz részt az egyesülésben . 
• Többszörös egyesülés ( eng.  multiple merger ): több galaxis vesz részt az egyesülésben.

A galaxisok mérete szerint

• Kisebb egyesülés ( eng.  minor merger ): az egyik galaxis sokkal nagyobb, mint a másik (a többi). Egy nagy galaxis elnyel egy kicsit, a legtöbb gázát és csillagait, és ez a jelenség kissé tükröződik egy nagy galaxisban. Úgy gondolják, hogy a Tejútrendszer ilyen módon nyeli el a kis galaxisokat, beleértve a Canis Major törpegalaxisát és valószínűleg a Magellán-felhőket is . A Szűz-folyam valószínűleg egy törpegalaxis maradványa, amely szinte teljesen beleolvadt a Tejútrendszerbe.
• Jelentős összeolvadás : két megközelítőleg azonos méretű spirálgalaxis egyesül, aminek eredményeként a galaxisok megfosztják gázuk és poruk nagy részét, különösen az aktív galaktikus atommag szakaszán  . Úgy gondolják, hogy hasonló folyamat áll a kvazárok megjelenésének hátterében . Az egyesülés eredményeként egy elliptikus galaxis jön létre.

Egy tanulmány azt állítja, hogy a nagy galaxisok átlagosan legalább egyszer egyesültek az elmúlt 9 milliárd év során. A kis galaxisok gyakrabban egyesülnek a nagy galaxisokkal. [1] Úgy tartják, hogy a Tejútrendszer és az Androméda-galaxis 4,5 milliárd éven belül ütközik . Ezeknek a galaxisoknak az összeolvadása a főbbnek minősül, mivel a galaxisok mérete összehasonlítható. Az eredmény egy elliptikus galaxis.

Gáztartalom szerint

• Nedves egyesülés : Gázban gazdag (vagy kék) galaxisok egyesülése. Az egyesülés során erőteljes csillagképződés megy végbe, a koronggalaxisok ellipszis alakúakká alakulnak át, és kvazárszerű tevékenység jön létre. [16]
• Száraz egyesülés : Gázban szegény (vagy vörös) galaxisok egyesülése. Az egyesülés során a csillagkeletkezés üteme alig változik. [16]
• Nedves összeolvadás : A fentiek köztes fúziója, amelyben a gáz mennyisége elegendő az erőteljes csillagkeletkezéshez, de nem elegendő a gömbhalmazok létrehozásához . [17]
• Vegyes egyesülés : Egy gázban gazdag és gázszegény galaxis egyesülése.

Példák

Példák galaxisokra, amelyek egyesülési folyamatban vannak, vagy egyesülések eredményeként tekinthetők:

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

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 Astronomers Pin Down Galaxy Collision Rate  (2011. október 27.). Letöltve: 2012. április 16.
2. ↑ Evolúció lassított felvételben . Letöltve: 2015. szeptember 15. (határozatlan)
3. ↑ van Albada, TS 1982 Royal Astronomical Society, Monthly Notices , vol. 201 939. o
4. ↑ Schweizer, F. Starbursts: From 30 Doradus to Lyman Break Galaxies, tartott Cambridge-ben, 2004. szeptember 6-10. Szerkesztette: R. de Grijs és RM González Delgado. Astrophysics & Space Science Library, Vol. 329. Dordrecht: Springer, 2005, 143. o
5. ↑ Eve C. Ostriker; Rahul Shetty. Maximálisan csillagképző galaktikus korongok I. Csillagkitörés szabályozása visszacsatolás-vezérelt turbulencián keresztül  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2012. - Vol. 731 , sz. 1 . - doi : 10.1088/0004-637X/731/1/41 . — Iránykód . - arXiv : 1102.1446 .
6. ↑ J. Brinchmann; +6 másik. A csillagképző galaxisok fizikai tulajdonságai az alacsony vöröseltolódású Univerzumban  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : folyóirat  . - Oxford University Press , 2004. - Vol. 351. sz . 4 . - P. 1151-1179 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.07881.x . - . — arXiv : astro-ph/0311060 .
7. ↑ Benjamin P. Moster; +4 másik. A forró gázhalo hatásai a galaxisok nagy egyesüléseiben  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : Journal  . - Oxford University Press , 2011. - Vol. 415 , sz. 4 . - P. 3750-3770 . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2011.18984.x . - . - arXiv : 1104.0246 .
8. ↑ Michaela Hirschmann; +4 másik. Galaxis kialakulása félanalitikus modellekben és kozmológiai hidrodinamikus zoomszimulációkban  (angol)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : Journal. - Oxford University Press , 2012. - Vol. 419 , sz. 4 . - P. 3200-3222 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.19961.x . - . - arXiv : 1104.1626 .
9. ↑ Laura Chomiuk; Matthew S. Povich. A csillagkeletkezési sebesség meghatározásának egységesítése felé a Tejútrendszerben és más galaxisokban  //  The Astronomical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2011. - Vol. 142. sz . 6 . - doi : 10.1088/0004-6256/142/6/197 . — Iránykód . - arXiv : 1110.4105 .
10. ↑ Galaktikus világító féreg . Letöltve: 2013. március 27.
11. ↑ Galaxy merger library , 2010. március 27. , < http://galmer.obspm.fr > . Letöltve: 2010. március 27. 
12. ↑ A galaxisok összecsapása négyirányú egyesülésben , BBC News (2007. augusztus 6.). Letöltve: 2007. augusztus 7.
13. ↑ Galaxisok átalakítása . A hét képe . ESA/Hubble. Letöltve: 2012. február 6. (határozatlan)
14. ↑ A Galaxy kozmikus szőrszálakat kapott , az ESA/Hubble A hét képe . Letöltve: 2014. augusztus 1.
15. ↑ Összeolvadó galaxisok kozmikus "repülő V" . Letöltve: 2013. február 12.
16. ↑ 1 2 Lin, Lihwal et al. A közeli galaxispárokból származó nedves, száraz és vegyes galaxis-összeolvadások vöröseltolódása a DEEP2 Galaxy Red Shift Survey-ben  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2008. - július ( 681. évf . , 232. sz.). - doi : 10.1086/587928 . - Iránykód . - arXiv : 0802.3004 .
17. ↑ Forbes, Duncan A. et al. Nyirkos összeolvadások: a közelmúltban történt gáznemű egyesülések jelentős gömbhalmazok kialakulása nélkül? (angol)  // The Astrophysical Journal  : folyóirat. - IOP Publishing , 2007. - április ( 659. kötet , 1. szám ). - doi : 10.1086/512033 . - Iránykód . — arXiv : astro-ph/0612415 .

Linkek

• Az Andromeda galaktikus ütközésbe keveredett az msnbc.msn.com oldalon 
• Galaxy Merger Simulations itt: galmer.obspm.fr  (fr.)

Bibliográfiai katalógusokban	J9U : 987007574958405171 LCCN : sh2013002860