Fuziune galactică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Galaxiile șoarecilor (NGC 4676 A&B) sunt două galaxii care fuzionează.
O simulare artistică a fuziunii dintre două galaxii spirale rezultând în formarea unei galaxii eliptice.

O fuziune galactică este un eveniment care poate apărea atunci când două sau mai multe galaxii se ciocnesc. Este cel mai violent tip de interacțiune galactică , ale cărui efecte asupra galaxiilor individuale, datorate atât interacțiunilor gravitaționale dintre subiecții care interacționează, cât și fricțiunii dinamice dintre gazele cosmice și praf , sunt enorme și depind de diverși factori, precum unghiurile de coliziune , viteza corpurilor cerești implicate și dimensiunile relative ale acestuia din urmă.
Fuziunile galactice sunt un subiect vast de cercetare pentru astrofizica de astăzi, întrucât rata fuziunii galactice este o măsură crucială pentru înțelegerea evoluției galactice și oferă astrofizicienilor indicii pentru reconstituirea istoriei Universului. [1]

Descriere

Perechea de galaxii NGC 2623, un exemplu de fuziune târzie.
Fuziunea a patru galaxii are loc în clusterul ClG J0958 + 4702.

În timpul unei fuziuni galactice, atât stelele, cât și materia întunecată a unei galaxii pot fi deranjate de alte galaxii care se apropie, atât de mult încât, în etapele ulterioare ale fuziunii, potențialul gravitațional (adică forma galaxiei) începe să se schimbe atât de rapid și drastic, într-un proces care se numește „relaxare violentă”, [2] încât orbitele stelelor pot fi modificate atât de profund încât pierd orice indiciu cu privire la calea lor anterioară. De exemplu, la începutul unei coliziuni între două galaxii de disc, stelele ambelor galaxii se rotesc îngrijit pe planurile celor două discuri separate, dar, în timpul fuziunii, o astfel de mișcare se transformă atât de mult încât galaxia rezultată este dominată de stele care orbitează. în jurul centrului galactic într-o rețea complicată de orbite care interacționează cu căi aproape aleatorii, așa cum se observă în galaxiile eliptice .

NGC 3921 este o pereche de galaxii de disc angajate în ultimele etape ale unei fuziuni. [3]

Fuziunile sunt evenimente care duc adesea la o rată ridicată de formare a stelelor , ducând la situri reale de explozie de stele . [4] Valoarea tipică a acestei rate de formare este puțin sub 100 de mase solare pe an, [5] [6] care este deja o valoare importantă în comparație cu rata actuală de formare a stelelor din galaxia noastră, Via Calea Lactee , care este aproximativ 0,68-1,45 mase solare pe an, [7] dar care poate ajunge și la mii de mase solare pe an în funcție de conținutul de gaze al fiecărei galaxii și de deplasarea acesteia spre roșu . [8] [9]

Deși în timpul unei fuziuni galactice stelele galaxiilor care interacționează aproape niciodată nu se apropie suficient de mult pentru a se ciocni, se întâmplă totuși ca nori moleculari uriași să precipite rapid spre centrul galaxiei care se formează, apoi fuzionând cu alți nori moleculari și formând nori care, prăbușind , dau ridica-te la stele noi . Se crede că acest fenomen, observabil în prezent în multe fuziuni galactice cunoscute de noi, a avut o intensitate mai mare în timpul fuziunilor care au condus la galaxiile eliptice vizibile astăzi și care se estimează că s-au produs între 1 și 10 miliarde de ani în urmă, când galaxiile erau mai bogate în gaze și, în consecință, în nori moleculari. Mai mult, chiar departe de centrul galaxiei care se formează, norii de gaz se interpătrund reciproc, dând naștere undelor de șoc care, propagându-se în interiorul norilor, pot declanșa formarea de stele. Rezultatul tuturor acestor procese este că, odată ce fuziunea este finalizată, galaxia formată are un conținut redus de gaze reziduale utile pentru a da naștere la noi stele. Prin urmare, dacă două galaxii sunt implicate într-o fuziune „majoră”, la sfârșitul acesteia, adică după câteva sute de milioane de ani, galaxia rezultată va avea un conținut scăzut de stele tinere, exact așa cum se poate observa astăzi în galaxii .eliptice cunoscute de noi, în care există puține stele tinere și puțini nori moleculari. Tocmai din acest motiv, acum se crede că galaxiile eliptice sunt rezultatul final al enormelor fuziuni galactice care au consumat cea mai mare parte a gazului în timpul progresului lor, rezultând o galaxie cu o rată foarte mică de formare a stelelor. [10]

În zilele noastre, datorită software-ului din ce în ce mai avansat, este posibil să simulăm diferite tipuri de fuziuni galactice, folosind perechi de galaxii de orice tip și luând în considerare mulți factori, cum ar fi toate interacțiunile gravitaționale, energia și masa eliberate în mediul interstelar. De la supernove , dinamica fluidelor gazelor interstelare și multe altele. O arhivă similară de fuziune galactică, numită Galmer, poate fi consultată gratuit online. [11]

Una dintre cele mai mari fuziuni observate vreodată este cea vizibilă în prezent în grupul de galaxii ClG J0958 + 4702 , la o distanță de aproximativ 5 miliarde de ani lumină de Pământ, care implică patru galaxii eliptice și care ar putea da naștere uneia dintre cele mai mari cunoscute galaxii. [12] [13]

Clasificare

Fuziunile galactice pot fi clasificate în funcție de unele dintre proprietățile galaxiilor implicate în eveniment, cum ar fi numărul lor, dimensiunea lor relativă și cantitatea lor de gaz.

Număr

Fuziunile pot fi clasificate pe baza numărului de galaxii implicate în ele:

Fuziune binară
O fuziune galactică se numește „binară” atunci când implică două galaxii care interacționează.
Fuziune multiplă
O fuziune galactică este numită „multiplă” atunci când implică trei sau mai multe galaxii care interacționează.

Dimensiune

Fuziunile pot fi clasificate după cât de mult se schimbă forma sau dimensiunea celei mai mari galaxii implicate în proces după fuziune:

Fuziune minoră
O fuziune se numește „minoră” dacă una dintre galaxiile implicate este semnificativ mai mare decât cealaltă sau celelalte. Într-un astfel de scenariu, galaxia mai mare o va înghiți pe cea mai mică, absorbind cea mai mare parte a gazului și stelelor sale, fără a suferi o schimbare substanțială. Se crede că, în prezent, Calea Lactee absoarbe mai multe galaxii mai mici în acest fel, precum galaxia pitică eliptică Canis Major și, eventual, și marele nor magellanic și că curentul stelar Fecioară este ceea ce rămâne dintr-o galaxie pitică. aproape complet fuzionat cu el.
Fuziune majoră
O fuziune se numește „majoră” atunci când implică galaxii care au aproximativ aceeași dimensiune; luând cazul a două galaxii spirale , se crede că dacă cele două corpuri cerești se ciocnesc la un unghi și viteză adecvate, atunci fuziunea are loc astfel încât să ducă la expulzarea prafului și a gazelor printr-o serie de mecanisme care adesea includ o etapă în care există nuclei galactici activi , activați exact prin concentrația rezultată din procesul de fuziune. Se crede că, în acest caz, rezultatul fuziunii este o galaxie eliptică și mulți astronomi sunt de acord că acesta a fost mecanismul original din spatele creării acestor galaxii. Un exemplu de fuziune majoră este cea vizibilă în constelația Leului , între galaxiile NGC 3808 și NGC 3808A (cunoscută și sub numele de Arp 87), [14] în timp ce o altă fuziune majoră este cea care se așteaptă să aibă loc în aproximativ 4,5 miliarde de ani între Calea Lactee și galaxia Andromeda și care va avea ca rezultat o gigantică galaxie eliptică. [15]

Conținut de gaze

Fuziunile pot fi clasificate pe baza interacțiunilor gazelor din sau din jurul galaxiilor implicate:

Turnare umedă
O fuziune galactică se numește „umedă” atunci când apare între două sau mai multe galaxii cu un conținut ridicat de gaz intergalactic (așa-numitele „galaxii albastre”). Acest tip de fuziune se caracterizează printr-o rată ridicată de formare a stelelor, transformă două galaxii pe disc într-o galaxie eliptică și poate declanșa activitatea unui quasar . [16]
Turnare uscată
O fuziune galactică se numește „uscată” atunci când apare între două sau mai multe galaxii cu un conținut redus de gaz intergalactic (așa-numitele „galaxii roșii”). De obicei, acest tip de fuziune nu schimbă mult rata de formare a stelelor galaxiilor implicate, dar crește totuși masa stelară. [16]
Topitură umedă
O fuziune galactică se numește „umedă” atunci când apare între două galaxii de același tip, albastru sau roșu, și când există suficient gaz pentru a permite formarea semnificativă de stele, dar nu suficient pentru a forma grupări globulare . [17]
Fuziune mixtă
O fuziune galactică se numește „amestecată” atunci când are loc între galaxiile bogate în gaze și galaxiile care au un conținut redus de gaz.

Exemple

În plus față de cele menționate deja, alte exemple de galaxii care se fuzionează sau se crede că s-au format printr-o fuziune sunt:

Notă

  1. ^ Astronomers Pin Down Galaxy Collision Rate , HubbleSite, 27 octombrie 2011. Adus 22 iulie 2020 .
  2. ^ Emiliano Munari, Relaxarea violentă ( PDF ), în Dynamics of substructures in simulations of galaxy clusters , University of Trieste, 2010. Accesat la 22 iulie 2020 .
  3. ^ Evoluție în mișcare lentă , pe spacetelescope.org , Space Telscope Science Institute. Accesat 22 iulie 2020.
  4. ^ Studiul galaxiilor , pe inaf.it , INAF. Accesat 22 iulie 2020.
  5. ^ Benjamin P. Moster și colab. , Efectele unui halou gazos fierbinte în fuziunile majore ale galaxiei , în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 415, nr. 4, 2011, pp. 3750-3770, Bibcode : 2011MNRAS.415.3750M , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2011.18984.x , arXiv : 1104.0246 . Accesat 22 iulie 2020.
  6. ^ Michaela Hirschmann și colab. , Formarea galaxiei în modele semi-analitice și simulări de zoom hidrodinamic cosmologic , în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 419, nr. 4, 2012, pp. 3200-3222, Bibcode : 2012MNRAS.419.3200H , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2011.19961.x , arXiv : 1104.1626 . Accesat 22 iulie 2020.
  7. ^ Thomas P. Robitaille și Barbara A. Whitney, Rata actuală de formare stelară a Căii Lactee determinată de la Spitzer a detectat obiecte stelare tinere , în Astrophysical Journal Letters , vol. 710, 2010, pp. L11-L15, DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 710/1 / L11 , arXiv : 1001.3672 . Accesat 22 iulie 2020.
  8. ^ Eve C. Ostriker și Rahul Shetty, Discuri galactice cu formare maximă de stele I. Reglarea exploziei prin turbulență bazată pe feedback , în The Astrophysical Journal , vol. 731, nr. 1, 2012, p. 41, Bibcode : 2011ApJ ... 731 ... 41O , DOI : 10.1088 / 0004-637X / 731/1/41 , arXiv : 1102.1446 . Accesat 22 iulie 2020.
  9. ^ J. Brinchmann și colab. , Proprietățile fizice ale galaxiilor de formare a stelelor din Universul redshift redus , în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 351, nr. 4, 2004, pp. 1151-1179, Bibcode : 2004MNRAS.351.1151B , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2004.07881.x , arXiv : astro-ph / 0311060 . Accesat 22 iulie 2020.
  10. ^ A. Marconi, Galaxiile: proprietăți morfologice ( PDF ), Universitatea din Florența, 2010, p. 31. Adus 22 iulie 2020 .
  11. ^ Biblioteca de fuziune Galaxy , la galmer.obspm.fr , The Horizon Project, 27 martie 2010. Accesat la 22 iulie 2020 .
  12. ^ Galaxii se ciocnesc într-o fuziune în patru direcții , BBC News , 6 august 2007. Accesat la 22 iulie 2020 .
  13. ^ Tamponadă stelară între patru galaxii , în Il Corriere della Sera , 7 august 2007. Accesat la 22 iulie 2020 .
  14. ^ Barbara Bubba, Arp 87: o îmbrățișare învăluitoare între galaxii , pe Universo Astronomia , 17 august 2019. Accesat la 22 iulie 2020 .
  15. ^ Andromeda și Calea Lactee, două galaxii pe un curs de coliziune , în Space Time Light Energy , 11 februarie 2019. Adus 22 iulie 2020 .
  16. ^ a b Lihwal Lin și colab. , Evoluția Redshift a fuziunilor de galaxii umede, uscate și mixte de la perechile de galaxii apropiate din sondajul DEEP2 Galaxy Redshift Survey , în The Astrophysical Journal , vol. 681, nr. 232, iulie 2008, pp. 232-243, Bibcode : 2008ApJ ... 681..232L , DOI : 10.1086 / 587928 , arXiv : 0802.3004 . Accesat 22 iulie 2020.
  17. ^ Duncan A. Forbes și colab. , Fuziuni umede: Fuziuni gazoase recente fără formare semnificativă de cluster globular? In The Astrophysical Journal, vol. 659, nr. 1, aprilie 2007, pp. 188-194, Bibcode : 2007ApJ ... 659..188F , DOI : 10.1086 / 512033 , arXiv : astro-ph / 0612415 . Accesat 22 iulie 2020.

Alte proiecte

Obiecte de cer adânc Deep Sky Objects Portal : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de obiecte non-stelare
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Galactic_Fusion&oldid=121934489 ”