Sự sáp nhập và tương tác giữa các thiên hà

Các cuộc gặp gỡ hấp dẫn và sự sáp nhập giữa các thiên hà định hình lại cấu trúc của chúng, kích hoạt các đợt bùng nổ hình thành sao và thúc đẩy sự hình thành các thiên hà khối lượng lớn.

Definition

Sự sáp nhập và tương tác giữa các thiên hà là các cuộc gặp gỡ hấp dẫn giữa các thiên hà làm biến dạng và hòa trộn các ngôi sao và khí của chúng, từ những nhiễu loạn thủy triều nhẹ đến sự hợp nhất hoàn toàn, và là một cơ chế chính của sự biến đổi và phát triển của thiên hà.

Scope

Chủ đề này bao gồm các tương tác thủy triều tạo ra các cầu và đuôi, động lực học của các vụ sáp nhập lớn và nhỏ, vai trò của ma sát động lực học trong việc đưa các thiên hà lại gần nhau, các vụ bùng nổ sao do sáp nhập và sự hình thành các thiên hà hồng ngoại sáng, và sự hình thành các thiên hà elip thông qua sự sáp nhập của các đĩa.

Core questions

• Làm thế nào các lực thủy triều tạo ra các cầu và đuôi được nhìn thấy trong các thiên hà tương tác?
• Điều gì phân biệt các vụ sáp nhập lớn với các vụ sáp nhập nhỏ về tác động của chúng?
• Làm thế nào các vụ sáp nhập kích hoạt các vụ bùng nổ sao và cung cấp vật chất cho các lỗ đen trung tâm?
• Liệu sự sáp nhập của các thiên hà xoắn ốc có thể tạo ra các thiên hà elip không?

Key theories

Tương tác thủy triều

Toomre và Toomre đã chỉ ra bằng các mô phỏng đơn giản rằng các lực thủy triều hấp dẫn trong các cuộc gặp gỡ gần gũi tự nhiên tạo ra các cầu và đuôi được quan sát trong các thiên hà tương tác.

Sự hình thành thiên hà elip do sáp nhập

Các mô phỏng chứng minh rằng sự sáp nhập của hai thiên hà đĩa có thể tạo ra một tàn dư được hỗ trợ bởi áp suất giống như một thiên hà elip, liên kết sự sáp nhập với hình thái thiên hà.

Các vụ bùng nổ sao do sáp nhập

Sự sáp nhập dẫn khí vào các trung tâm thiên hà, kích hoạt các vụ bùng nổ sao dữ dội có thể làm cho các hệ thống phát sáng như các thiên hà hồng ngoại sáng và cũng có thể cung cấp năng lượng cho hoạt động hạt nhân.

Clinical relevance

Sự sáp nhập là trung tâm của quá trình lắp ráp thiên hà theo thứ bậc, biến đổi hình thái, kích hoạt sự hình thành sao và sự phát triển của lỗ đen, và giải thích các hệ thống đặc biệt; sự sáp nhập được dự đoán trong tương lai của Dải Ngân Hà và Andromeda làm cho quá trình này liên quan trực tiếp đến Thiên hà của chúng ta.

History

Các mô phỏng năm 1972 của Toomre và Toomre đã giải thích các thiên hà tương tác như các hiện tượng thủy triều và gợi ý rằng sự sáp nhập tạo ra các thiên hà elip. Sự phát triển của các mô phỏng N-body và thủy động lực học tự nhất quán vào những năm 1980 và 1990, cùng với các quan sát hồng ngoại về các vụ bùng nổ sao đang sáp nhập, đã xác lập sự sáp nhập như một quá trình tiến hóa quan trọng.

Key figures

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

Seminal works

• toomre1972
• barnes1992
• sanders1996

Frequently asked questions

Các ngôi sao có va chạm khi các thiên hà sáp nhập không?

Hầu như không bao giờ. Các ngôi sao quá nhỏ so với khoảng cách giữa chúng nên các vụ va chạm trực tiếp cực kỳ hiếm. Điều thay đổi trong quá trình sáp nhập là sự sắp xếp hấp dẫn của các ngôi sao và hành vi của khí, chứ không phải bản thân các ngôi sao.

Dải Ngân Hà có sáp nhập với một thiên hà khác không?

Có. Dải Ngân Hà và thiên hà Andromeda đang tiến lại gần nhau và dự kiến sẽ trải qua một vụ sáp nhập lớn trong hàng tỷ năm tới, có khả năng tạo ra một thiên hà duy nhất, giống elip hơn.