Слияния и взаимодействия галактик

Гравитационные столкновения и слияния между галактиками изменяют их структуру, вызывают вспышки звездообразования и способствуют формированию массивных галактик.

Definition

Слияния и взаимодействия галактик — это гравитационные столкновения между галактиками, которые искажают и перемешивают их звезды и газ, варьируясь от слабых приливных возмущений до полного слияния, и являются основным механизмом трансформации и роста галактик.

Scope

Эта тема охватывает приливные взаимодействия, которые создают мосты и хвосты, динамику крупных и малых слияний, роль динамического трения в сближении галактик, вызванные слияниями вспышки звездообразования и формирование ярких инфракрасных галактик, а также образование эллиптических галактик в результате слияния дисков.

Core questions

• Как приливные силы создают мосты и хвосты, наблюдаемые во взаимодействующих галактиках?
• Чем отличаются крупные слияния от малых по своим эффектам?
• Как слияния вызывают вспышки звездообразования и питают центральные черные дыры?
• Может ли слияние спиральных галактик привести к образованию эллиптических галактик?

Key theories

Приливные взаимодействия

Тумре и Тумре показали с помощью простых симуляций, что гравитационные приливы во время тесных сближений естественным образом генерируют мосты и хвосты, наблюдаемые во взаимодействующих галактиках.

Формирование эллиптических галактик в результате слияний

Симуляции демонстрируют, что слияние двух дисковых галактик может привести к образованию остатка, поддерживаемого давлением и напоминающего эллиптическую галактику, что связывает слияния с морфологией галактик.

Вспышки звездообразования, вызванные слияниями

Слияния направляют газ к галактическим центрам, вызывая интенсивные вспышки звездообразования, которые могут заставить системы светиться как яркие инфракрасные галактики, а также могут подпитывать ядерную активность.

Clinical relevance

Слияния играют центральную роль в иерархической сборке галактик, трансформируя морфологию, вызывая звездообразование и рост черных дыр, а также объясняя особенности некоторых систем; предсказанное будущее слияние Млечного Пути и Андромеды делает этот процесс непосредственно актуальным для нашей собственной Галактики.

History

Моделирование Тумре и Тумре 1972 года объяснило взаимодействующие галактики как приливные явления и предположило, что слияния формируют эллиптические галактики. Развитие самосогласованных N-частичных и гидродинамических симуляций в 1980-х и 1990-х годах, наряду с инфракрасными наблюдениями сливающихся галактик со вспышками звездообразования, утвердило слияния как ключевой эволюционный процесс.

Key figures

• Alar Toomre
• Juri Toomre
• Joshua Barnes
• Lars Hernquist

Seminal works

• toomre1972
• barnes1992
• sanders1996

Frequently asked questions

Сталкиваются ли звезды при слиянии галактик?

Почти никогда. Звезды настолько малы по сравнению с расстояниями между ними, что прямые столкновения крайне редки. Что меняется во время слияния, так это гравитационное расположение звезд и поведение газа, а не сами звезды.

Сольется ли Млечный Путь с другой галактикой?

Да. Млечный Путь и галактика Андромеды приближаются друг к другу, и ожидается, что через миллиарды лет произойдет крупное слияние, которое, вероятно, приведет к образованию единой, более эллиптической галактики.