Fusión de galaxias

Una fusión de galaxias ocurre cuando dos o más galaxias chocan. Es una de las opciones para la interacción de las galaxias . A pesar de que las estrellas o los sistemas estelares no chocan durante la fusión debido a las grandes distancias entre las estrellas, la interacción gravitatoria de las galaxias y la fricción entre el gas y el polvo tienen un efecto significativo en la fusión de las galaxias. Los efectos de tales fusiones dependen de una gran cantidad de parámetros, como el ángulo de colisión, la velocidad, el tamaño y la composición de las galaxias. El estudio de las fusiones de galaxias es importante porque la tasa de fusiones es una medida de la evolución de las galaxias [1] .

Descripción

Durante la fusión, las estrellas y la materia oscura de cada galaxia se ven afectadas por la galaxia que se aproxima. Al completarse la fusión, el potencial gravitatorio cambia tan rápidamente que las órbitas de las estrellas se ven fuertemente afectadas, lo que lleva a la estrella a "olvidar" la órbita anterior. Este proceso es una relajación violenta. [3] Durante la fusión de galaxias, la rotación ordenada de estrellas en el plano del disco es reemplazada por una aleatoria. Como resultado, se forma una galaxia en la que la mayoría de las estrellas forman un complejo sistema de órbitas que no tiene un movimiento muy ordenado. En las galaxias elípticas, las estrellas se observan en órbitas desordenadas y orientadas al azar.

Las galaxias fusionadas tienen la formación estelar más activa . [4] La tasa de formación de estrellas durante una gran fusión puede alcanzar miles de masas solares por año, según el contenido de gas de las galaxias y su corrimiento al rojo . [5] [6] Las tasas típicas de formación estelar en galaxias fusionadas no superan las 100 masas solares por año. [7] [8] Estos valores son grandes en comparación con el valor de nuestra Galaxia, en la que, en promedio, se forman dos estrellas por año. [9] Aunque las estrellas en las fusiones de galaxias casi nunca se acercan lo suficiente como para chocar, las nubes moleculares gigantes caen rápidamente hacia el centro de la galaxia en formación, donde chocan entre sí. Estas colisiones conducen a la formación de estrellas dentro de densas condensaciones en las nubes. Un fenómeno similar se observa en la fusión de galaxias en la parte más cercana del Universo, y fue más pronunciado durante las fusiones que formaron las galaxias elípticas observadas actualmente y ocurrieron hace 1-10 mil millones de años, ya que en ese momento las galaxias contenían más gas y nubes moleculares. Lejos del centro de la galaxia, las nubes de gas chocan entre sí, formando ondas de choque que contribuyen a la formación de nuevas estrellas en las nubes. Como resultado, tras la fusión, queda una pequeña cantidad de gas en las galaxias, apto para la formación de estrellas. Por lo tanto, si una galaxia ha estado involucrada en una gran fusión y han pasado varios miles de millones de años, habrá un número muy pequeño de estrellas jóvenes presentes en ella. Este efecto se observa en las galaxias elípticas modernas: prácticamente no hay gas molecular, un número muy pequeño de estrellas jóvenes. Se cree que las galaxias elípticas son el resultado de grandes fusiones, en las que la mayor parte del gas se usa para crear estrellas durante la fusión, después de lo cual la formación de estrellas se desvanece.

La fusión de galaxias se puede simular en computadoras. Los pares de galaxias pueden tener inicialmente diferentes tipos morfológicos , es posible tener en cuenta todos los tipos de interacciones gravitatorias e hidrodinámicas, la disipación de gas interestelar, el proceso de formación de estrellas, la energía y la masa liberada de regreso al medio interestelar durante las supernovas . La biblioteca de modelos de fusión de galaxias se puede encontrar en el sitio web de GALMER. [11] Un estudio realizado por Jennifer Lotz en  el Instituto del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, realizó simulaciones por computadora para validar las observaciones del Telescopio Espacial Hubble . [1] , un grupo de investigadores consideró una amplia gama de parámetros durante la simulación, desde un par de galaxias de igual masa hasta la fusión de galaxias gigantes y pequeñas, también se investigaron varias órbitas de galaxias y su orientación mutua. Se consideraron un total de 57 escenarios de fusión. [una]

Una de las mayores fusiones de galaxias es la fusión de cuatro galaxias elípticas en el cúmulo CL0958+4702 . Como resultado de esta fusión, se puede formar una de las galaxias más grandes del Universo. [12]

Clasificación

Las fusiones de galaxias se pueden clasificar según las propiedades de las galaxias que se fusionan, como el número, el tamaño relativo y el contenido de gas.

Por número de galaxias

Por tamaño de las galaxias

Un estudio afirma que las grandes galaxias han experimentado al menos una fusión en los últimos 9 mil millones de años en promedio. Las galaxias pequeñas se fusionan con las grandes más a menudo. [1] Se cree que la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda colisionarán en 4.500 millones de años. La fusión de estas galaxias se clasifica como importante, ya que los tamaños de las galaxias son comparables. El resultado es una galaxia elíptica.

Por contenido de gas

Ejemplos

Ejemplos de galaxias que están en proceso de fusión o que se consideran resultado de fusiones:

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 Astronomers Pin Down Galaxy Collision Rate  (27 de octubre de 2011). Consultado el 16 de abril de 2012.
  2. ↑ Evolución en cámara lenta . Consultado: 15 de septiembre de 2015.
  3. ↑ van Albada, TS 1982 Royal Astronomical Society, Avisos mensuales , vol. 201 p.939
  4. ↑ Schweizer, F. Starbursts: From 30 Doradus to Lyman Break Galaxies, celebrado en Cambridge, Reino Unido, del 6 al 10 de septiembre de 2004. Editado por R. de Grijs y RM González Delgado. Biblioteca de astrofísica y ciencia espacial, vol. 329. Dordrecht: Springer, 2005, p.143
  5. ↑ Eva C. Ostriker; Raul Shetty. Discos galácticos de máxima formación de estrellas I. Regulación de estallido estelar a través de turbulencia impulsada por retroalimentación  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2012. - Vol. 731 , núm. 1 . -doi : 10.1088 / 0004-637X/731/1/41 . — . -arXiv : 1102.1446 . _
  6. ↑ J. Brinchmann; +6 otros Las propiedades físicas de las galaxias formadoras de estrellas en el Universo de bajo corrimiento al rojo  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista  . - Prensa de la Universidad de Oxford , 2004. - Vol. 351 , núm. 4 . - P. 1151-1179 . -doi : 10.1111 / j.1365-2966.2004.07881.x . - . — arXiv : astro-ph/0311060 .
  7. ↑ Benjamin P. Moster; +4 otros Los efectos de un halo gaseoso caliente en las principales fusiones de galaxias  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista  . - Prensa de la Universidad de Oxford , 2011. - Vol. 415 , núm. 4 . - Pág. 3750-3770 . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2011.18984.x . - . -arXiv : 1104.0246 . _
  8. ↑ Michaela Hirschmann; +4 otros Formación de galaxias en modelos semianalíticos y simulaciones de zoom hidrodinámico cosmológico  (inglés)  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista. - Prensa de la Universidad de Oxford , 2012. - Vol. 419 , núm. 4 . - Pág. 3200-3222 . -doi : 10.1111 / j.1365-2966.2011.19961.x . - . -arXiv : 1104.1626 . _
  9. ↑ Laura Chomiuk; Mateo S. Povich. Hacia una unificación de las determinaciones de la tasa de formación estelar en la Vía Láctea y otras galaxias  //  The Astronomical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2011. - Vol. 142 , núm. 6 _ -doi : 10.1088 / 0004-6256/142/6/197 . — . -arXiv : 1110.4105 . _
  10. ↑ Gusano luminoso galáctico . Consultado el 27 de marzo de 2013.
  11. ↑ Biblioteca de fusiones Galaxy , 27 de marzo de 2010 , < http://galmer.obspm.fr > . Consultado el 27 de marzo de 2010. 
  12. ↑ Las galaxias chocan en una fusión de cuatro vías , BBC News (6 de agosto de 2007). Consultado el 7 de agosto de 2007.
  13. ↑ Galaxias en transformación . Imagen de la semana . ESA/Hubble. Recuperado: 6 de febrero de 2012.
  14. ↑ Galaxy obtiene un cabello cósmico despeinado , Imagen de la semana de ESA/Hubble . Consultado el 1 de agosto de 2014.
  15. ↑ "V voladora" cósmica de galaxias en fusión . Consultado el 12 de febrero de 2013.
  16. ↑ 1 2 Lin, Lihwal et al. La evolución del corrimiento al rojo de fusiones de galaxias húmedas, secas y mixtas a partir de pares de galaxias cercanas en el sondeo de corrimiento al rojo de galaxias DEEP2  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2008. - Julio ( vol. 681 , no. 232 ). -doi : 10.1086/ 587928 . - . -arXiv : 0802.3004 . _
  17. ↑ Forbes, Duncan A. et al. Fusiones húmedas: ¿Fusiones gaseosas recientes sin formación significativa de cúmulos globulares? (Inglés)  // El diario astrofísico  : diario. - Ediciones IOP , 2007. - Abril ( vol. 659 , no. 1 ). -doi : 10.1086/ 512033 . - . -arXiv : astro - ph/0612415 .

Enlaces

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