Sammanslagna galaxer

En galaxsammanslagning uppstår när två eller flera galaxer kolliderar. Det är ett av alternativen för interaktion mellan galaxer . Trots att stjärnor eller stjärnsystem inte kolliderar under sammanslagningen på grund av de stora avstånden mellan stjärnor, har gravitationssamverkan mellan galaxer och friktionen mellan gas och stoft en betydande effekt på de sammanslagna galaxerna. Effekterna av sådana sammanslagningar beror på ett stort antal parametrar, såsom kollisionsvinkel, hastighet, storlek och sammansättning av galaxer. Studiet av galaxsammanslagningar är viktigt eftersom hastigheten för sammanslagningar är ett mått på galaxernas utveckling [1] .

Beskrivning

Under sammanslagningen påverkas stjärnorna och mörk materia i varje galax av den annalkande galaxen. Vid slutförandet av sammanslagningen förändras gravitationspotentialen så snabbt att stjärnornas banor påverkas kraftigt, vilket leder till att stjärnan "glömmer" den tidigare omloppsbanan. Denna process är en våldsam avslappning. [3] Under sammanslagning av galaxer ersätts den ordnade rotationen av stjärnor i skivans plan med en slumpmässig. Som ett resultat bildas en galax där de flesta stjärnorna bildar ett komplext system av banor som inte har en högordnad rörelse. I elliptiska galaxer observeras stjärnor i oordnade, slumpmässigt orienterade banor.

Sammanslagna galaxer har den mest aktiva stjärnbildningen . [4] Hastigheten för stjärnbildning under en större sammanslagning kan nå tusentals solmassor per år, beroende på gasinnehållet i galaxerna och deras rödförskjutning . [5] [6] Typiska stjärnbildningshastigheter i sammanslagna galaxer överstiger inte 100 solmassor per år. [7] [8] Dessa värden är stora jämfört med värdet för vår galax, där det i genomsnitt bildas två stjärnor per år. [9] Även om stjärnor i galaxsammanslagningar nästan aldrig kommer tillräckligt nära för att kollidera, faller de gigantiska molekylära molnen snabbt mot mitten av den bildade galaxen, där de kolliderar med varandra. Dessa kollisioner leder till bildandet av stjärnor inuti täta kondensationer i moln. Ett liknande fenomen observeras i sammanslagna galaxer i den närmaste delen av universum, och det var mer uttalat under sammanslagningarna som bildade de för närvarande observerade elliptiska galaxerna och inträffade för 1-10 miljarder år sedan, eftersom galaxerna vid den tiden innehöll mer gas och molekylära moln. Långt från galaxens centrum kolliderar gasmoln med varandra och bildar chockvågor som bidrar till bildandet av nya stjärnor i molnen. Som ett resultat, efter sammanslagningen, finns en liten mängd gas kvar i galaxerna, lämplig för bildandet av stjärnor. Därför, om en galax har varit inblandad i en stor sammanslagning och flera miljarder år har gått, kommer det att finnas ett mycket litet antal unga stjärnor i den. Denna effekt observeras i moderna elliptiska galaxer: det finns praktiskt taget ingen molekylär gas, ett mycket litet antal unga stjärnor. Elliptiska galaxer tros vara resultatet av stora sammanslagningar, där det mesta av gasen används för att skapa stjärnor under sammanslagningen, varefter stjärnbildningen bleknar.

Sammanslagningen av galaxer kan simuleras på datorer. Par av galaxer kan initialt ha olika morfologiska typer , det är möjligt att ta hänsyn till alla typer av gravitations- och hydrodynamiska interaktioner, spridningen av interstellär gas, processen för stjärnbildning, energi och massa som släpps tillbaka till det interstellära mediet under supernovor . Galaxfusionsmodellbiblioteket finns på GALMER-webbplatsen. [11] En studie av Jennifer Lotz vid  Space Telescope Institute i Baltimore, Md., utförde datorsimuleringar för att validera observationer från Hubble Space Telescope . [1] , en grupp forskare övervägde ett brett spektrum av parametrar under simulering, från ett par galaxer med samma massa till sammanslagning av en jätte och små galaxer, olika banor av galaxer och deras inbördes orientering undersöktes också. Totalt övervägdes 57 fusionsscenarier. [ett]

En av de största sammanslagningarna av galaxer är sammanslagningen av fyra elliptiska galaxer i klustret CL0958+4702 . Som ett resultat av denna sammanslagning kan en av de största galaxerna i universum bildas. [12]

Klassificering

Sammanslagningar av galaxer kan klassificeras baserat på egenskaper hos de sammanslagna galaxerna som antal, relativ storlek och gasinnehåll.

Efter antal galaxer

• Binär sammanslagning : Två galaxer är involverade i en sammanslagning . 
• Multipel sammanslagning ( eng.  multipel sammanslagning ): flera galaxer är involverade i sammanslagningen.

Efter storlek på galaxer

• Mindre sammanslagning ( eng.  minor merger ): en av galaxerna är mycket större än den andra (andra). En stor galax kommer att absorbera en liten, det mesta av dess gas och stjärnor, och detta fenomen kommer att reflekteras något i en stor galax. Man tror att Vintergatan absorberar små galaxer på detta sätt, inklusive dvärggalaxen i Canis Major och, förmodligen, de magellanska molnen . Jungfruströmmen är sannolikt en kvarleva av en dvärggalax som nästan helt har smält in i Vintergatan.
• Stor sammanslagning : två spiralgalaxer av ungefär samma storlek smälter samman, som ett resultat av vilket galaxerna berövas det mesta av sin gas och damm, och passerar i synnerhet stadiet av den  aktiva galaktiska kärnan . Man tror att en liknande process ligger till grund för uppkomsten av kvasarer . Som ett resultat av sammanslagningen bildas en elliptisk galax.

En studie hävdar att stora galaxer har upplevt minst en sammanslagning under de senaste 9 miljarderna åren i genomsnitt. Små galaxer smälter samman med stora oftare. [1] Man tror att Vintergatan och Andromedagalaxen kommer att kollidera om 4,5 miljarder år. Sammanslagningen av dessa galaxer klassificeras som en stor, eftersom storlekarna på galaxerna är jämförbara. Resultatet är en elliptisk galax.

Efter gasinnehåll

• Våt sammanslagning : En sammanslagning av gasrika (eller blå) galaxer. Under sammanslagningen sker kraftfull stjärnbildning, skivgalaxer omvandlas till elliptiska och kvasarliknande aktivitet uppstår. [16]
• Torr sammanslagning : En sammanslagning av gasfattiga (eller röda) galaxer. Under sammanslagningen förändras takten för stjärnbildningen lite. [16]
• Fuktig sammanslagning : En mellantyp av sammanslagning mellan ovanstående, där mängden gas är tillräcklig för kraftig stjärnbildning, men inte tillräckligt för att skapa klothopar . [17]
• Blandad sammanslagning : Sammanslagningen av en gasrik och gasfattig galax.

Exempel

Exempel på galaxer som håller på att slås samman eller anses vara resultatet av sammanslagningar:

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

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 Astronomer sätter fast galaxkollisionsfrekvens  (27 oktober 2011). Hämtad 16 april 2012.
2. ↑ Evolution i slow motion . Hämtad: 15 september 2015. (obestämd)
3. ↑ van Albada, TS 1982 Royal Astronomical Society, Monthly Notices , vol. 201 s. 939
4. ↑ Schweizer, F. Starbursts: Från 30 Doradus till Lyman Break Galaxies, hålls i Cambridge, Storbritannien, 6-10 september 2004. Redigerat av R. de Grijs och RM González Delgado. Astrophysics & Space Science Library, Vol. 329. Dordrecht: Springer, 2005, s.143
5. ↑ Eve C. Ostriker; Rahul Shetty. Maximalt stjärnbildande galaktiska skivor 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 andra. De fysiska egenskaperna hos stjärnbildande galaxer i universum med låg rödförskjutning  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 2004. - Vol. 351 , nr. 4 . - P. 1151-1179 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.07881.x . - . — arXiv : astro-ph/0311060 .
7. ↑ Benjamin P. Moster; +4 andra. Effekterna av en het gasformig halo i stora sammanslagningar av galaxer  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society  : tidskrift  . - Oxford University Press , 2011. - Vol. 415 , nr. 4 . - P. 3750-3770 . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2011.18984.x . - . - arXiv : 1104.0246 .
8. ↑ Michaela Hirschmann; +4 andra. Galaxbildning i semi-analytiska modeller och kosmologiska hydrodynamiska zoomsimuleringar  (engelska)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal. - Oxford University Press , 2012. - Vol. 419 , nr. 4 . - P. 3200-3222 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.19961.x . - . - arXiv : 1104.1626 .
9. ↑ Laura Chomiuk; Matthew S. Povich. Mot ett förenande av bestämningar av stjärnbildningshastigheter i Vintergatan och andra galaxer  //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2011. - Vol. 142 , nr. 6 . - doi : 10.1088/0004-6256/142/6/197 . — . - arXiv : 1110.4105 .
10. ↑ Galaktisk glödmask . Hämtad 27 mars 2013.
11. ↑ Galaxy merger library , 27 mars 2010 , < http://galmer.obspm.fr > . Hämtad 27 mars 2010. 
12. ↑ Galaxer drabbar samman i fyrvägssammanslagningar , BBC News (6 augusti 2007). Hämtad 7 augusti 2007.
13. ↑ Transformerande galaxer . Veckans bild . ESA/Hubble. Hämtad: 6 februari 2012. (obestämd)
14. ↑ Galaxy får ett kosmiskt hår som rufsar , ESA/Hubble Veckans bild . Hämtad 1 augusti 2014.
15. ↑ Kosmiskt "flygande V" av sammanslagna galaxer . Hämtad 12 februari 2013.
16. ↑ 1 2 Lin, Lihwal et al. Redshift Evolution av våta, torra och blandade galaxsammanslagningar från nära galaxpar 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. Fuktiga sammanslagningar: Senaste gassammanslagningar utan betydande klotklusterbildning? (engelska)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2007. - April ( vol. 659 , nr 1 ). - doi : 10.1086/512033 . - . - arXiv : astro-ph/0612415 .

Länkar

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

I bibliografiska kataloger	J9U : 987007574958405171 LCCN : sh2013002860