Galaxienentstehung und -entwicklung
Die Galaxienentstehung und -entwicklung untersucht, wie Galaxien aus primären Dichtefluktuationen entstehen und über die kosmische Zeit durch Gasakkretion, Sternentstehung, Verschmelzungen und Rückkopplung wachsen.
Definition
Galaxienentstehung und -entwicklung ist der Zweig der Astrophysik, der erklärt, wie Galaxien innerhalb wachsender Dunkle-Materie-Halos entstehen und sich im Laufe der Zeit durch den Zustrom und die Abkühlung von Gas, die Bildung von Sternen, die energetische Rückkopplung, die dieses Wachstum reguliert, und Verschmelzungen mit anderen Galaxien verändern.
Scope
Dieser Bereich umfasst das hierarchische Wachstum von Strukturen aus Dunkle-Materie-Halos, die Entstehung von Galaxien durch Verschmelzungen und Wechselwirkungen, die Regulierung der Sternentstehung durch Gaszufuhr und Rückkopplung sowie die beobachtete Entwicklung der Galaxienpopulation vom frühen Universum bis zur Gegenwart.
Sub-topics
Core questions
- Wie entstehen Galaxien innerhalb des kosmischen Netzes von Dunkle-Materie-Halos?
- Welche Rolle spielen Verschmelzungen und Wechselwirkungen bei der Formung von Galaxien?
- Wie wird die Sternentstehung durch Gaszufuhr und Rückkopplung reguliert?
- Wie hat sich die Galaxienpopulation im Laufe der kosmischen Zeit entwickelt?
Key theories
- Zweistufige hierarchische Entstehung
- White und Rees schlugen vor, dass Dunkle-Materie-Halos zuerst durch gravitativen Kollaps und Clustering entstehen, wonach Gas in ihnen abkühlt, um die leuchtenden Galaxien zu bilden, was den Rahmen für die moderne Theorie setzte.
- Rückkopplungsreguliertes Wachstum
- Energie von Supernovae und aktiven galaktischen Kernen heizt Gas auf und stößt es aus, wodurch die Sternentstehung unterdrückt und die Galaxienmassenfunktion innerhalb des kosmologischen Modells geformt wird.
- Die kosmische Sternentstehungsgeschichte
- Die volumengemittelte Sternentstehungsrate erreichte einige Milliarden Jahre nach dem Urknall einen Höhepunkt und ist seitdem zurückgegangen, eine Geschichte, die jedes erfolgreiche Modell der Galaxienentwicklung reproduzieren muss.
Clinical relevance
Die Galaxienentstehung verknüpft Kosmologie, Gasdynamik, Sternentstehung und das Wachstum Schwarzer Löcher zu einer einzigen Erzählung darüber, wie sich das sichtbare Universum zusammenfügte, und liefert das theoretische Rückgrat für die Interpretation tiefer Durchmusterungen und Teleskope der nächsten Generation.
History
Das moderne Bild begann mit der zweistufigen Theorie von White und Rees aus dem Jahr 1978, die Galaxien mit Dunkle-Materie-Halos in Verbindung brachte. Numerische Simulationen und semi-analytische Modelle entwickelten sich in den 1990er und 2000er Jahren weiter, und tiefe Durchmusterungen kartierten die kosmische Sternentstehungsgeschichte, wodurch die rückkopplungsregulierte hierarchische Entstehung als Standardrahmen etabliert wurde.
Key figures
- Simon White
- Martin Rees
- Piero Madau
- Rachel Somerville
Related topics
Seminal works
- white1978
- madau2014
- mo2010
Frequently asked questions
- Entstanden Galaxien vor oder nach Dunkle-Materie-Halos?
- Im Standardbild kollabieren Dunkle-Materie-Halos zuerst, da Dunkle Materie keine Energie abstrahlt. Gewöhnliches Gas fällt dann in diese Halos, kühlt ab und bildet Sterne, sodass sich die leuchtende Galaxie innerhalb eines bereits existierenden Halos bildet.
- Warum hören Galaxien auf, Sterne zu bilden?
- Galaxien können einen Mangel an kaltem Gas aufweisen, und energetische Rückkopplung von Supernovae und aktiven galaktischen Kernen heizt Gas auf oder stößt es aus, wodurch die Sternentstehung unterdrückt wird. Die Umgebung, wie das Verweilen in einem Haufen, kann auch die Gaszufuhr entziehen.