Sự hình thành và tiến hóa của thiên hà
Nghiên cứu về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà xem xét cách các thiên hà xuất hiện từ những dao động mật độ nguyên thủy và phát triển thông qua sự bồi tụ khí, sự hình thành sao, sự hợp nhất và phản hồi trong suốt thời gian vũ trụ.
Definition
Sự hình thành và tiến hóa của thiên hà là một nhánh của vật lý thiên văn giải thích cách các thiên hà hình thành trong các quầng vật chất tối đang phát triển và thay đổi theo thời gian thông qua dòng chảy vào và làm mát của khí, sự hình thành của các ngôi sao, phản hồi năng lượng điều hòa sự phát triển đó, và sự hợp nhất với các thiên hà khác.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm sự phát triển theo thứ bậc của cấu trúc từ các quầng vật chất tối, sự tập hợp của các thiên hà thông qua các vụ hợp nhất và tương tác, sự điều hòa quá trình hình thành sao bởi nguồn cung cấp khí và phản hồi, cũng như sự tiến hóa được quan sát của quần thể thiên hà từ vũ trụ sơ khai đến hiện tại.
Sub-topics
Core questions
- Các thiên hà hình thành như thế nào trong mạng lưới vũ trụ của các quầng vật chất tối?
- Các vụ hợp nhất và tương tác đóng vai trò gì trong việc định hình các thiên hà?
- Sự hình thành sao được điều hòa như thế nào bởi nguồn cung cấp khí và phản hồi?
- Quần thể thiên hà đã tiến hóa như thế nào qua thời gian vũ trụ?
Key theories
- Sự hình thành theo thứ bậc hai giai đoạn
- White và Rees đề xuất rằng các quầng vật chất tối hình thành trước tiên bởi sự sụp đổ hấp dẫn và sự tập trung, sau đó khí làm mát bên trong chúng để tạo thành các thiên hà phát sáng, đặt nền tảng cho lý thuyết hiện đại.
- Sự phát triển được điều hòa bởi phản hồi
- Năng lượng từ các siêu tân tinh và các nhân thiên hà hoạt động làm nóng và đẩy khí ra ngoài, ngăn chặn sự hình thành sao và định hình hàm khối lượng thiên hà trong mô hình vũ trụ học.
- Lịch sử hình thành sao của vũ trụ
- Tốc độ hình thành sao trung bình theo thể tích đã đạt đỉnh vài tỷ năm sau Vụ Nổ Lớn và sau đó đã giảm, một lịch sử mà bất kỳ mô hình tiến hóa thiên hà thành công nào cũng phải tái tạo được.
Clinical relevance
Sự hình thành thiên hà gắn kết vũ trụ học, động lực học khí, sự hình thành sao và sự phát triển lỗ đen thành một câu chuyện duy nhất về cách vũ trụ khả kiến được hình thành, và nó cung cấp nền tảng lý thuyết để diễn giải các khảo sát sâu và kính thiên văn thế hệ tiếp theo.
History
Bức tranh hiện đại bắt đầu với lý thuyết hai giai đoạn của White và Rees năm 1978 liên kết các thiên hà với các quầng vật chất tối. Các mô phỏng số và mô hình bán phân tích đã phát triển mạnh mẽ trong những năm 1990 và 2000, và các khảo sát sâu đã lập bản đồ lịch sử hình thành sao của vũ trụ, cùng nhau thiết lập sự hình thành theo thứ bậc được điều hòa bởi phản hồi như là khuôn khổ tiêu chuẩn.
Key figures
- Simon White
- Martin Rees
- Piero Madau
- Rachel Somerville
Related topics
Seminal works
- white1978
- madau2014
- mo2010
Frequently asked questions
- Các thiên hà hình thành trước hay sau các quầng vật chất tối?
- Trong bức tranh tiêu chuẩn, các quầng vật chất tối sụp đổ trước vì vật chất tối không bức xạ năng lượng. Khí thông thường sau đó rơi vào các quầng này, nguội đi và hình thành các ngôi sao, do đó thiên hà phát sáng tập hợp bên trong một quầng đã tồn tại từ trước.
- Tại sao các thiên hà ngừng hình thành sao?
- Các thiên hà có thể cạn kiệt khí lạnh, và phản hồi năng lượng từ các siêu tân tinh và các nhân thiên hà hoạt động làm nóng hoặc đẩy khí ra ngoài, làm ngừng quá trình hình thành sao. Môi trường, chẳng hạn như việc nằm trong một cụm, cũng có thể tước đi nguồn cung cấp khí.