Galaxien gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Welche Faktoren bestimmen die Form und Größe einer Galaxie und wie können sich diese im Laufe der Zeit ändern?
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Die Größe einer Galaxie hängt davon ab, wie die Materie im frühen Universum verteilt war und wie sie unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbrach, um Klumpen (dunkler) Materie zu bilden, um die sich die Galaxien bilden würden.
Die allerersten Galaxien sind unregelmäßig, aber als Materie auf sie fiel und sie eine konsistente Umlaufrichtung entwickelten, bildeten sie eine Scheibe. Gravitationswellen in der Scheibe erscheinen dann als Spiralarme. Große Galaxien, die aktiv Sterne bilden, neigen dazu, diese Struktur zu haben. Kleine Galaxien erreichen möglicherweise nie den Punkt, an dem sich eine Scheibe bildet, und bleiben unregelmäßig.
Während Galaxien kollidieren und interagieren, werden die Umlaufbahnen der Sterne gestört. Das Ergebnis der Fusion zweier großer Spiralgalaxien ist oft eine Galaxie, in der die Sterne in alle Richtungen umkreisen, was wie eine elliptische Galaxie aussieht. Die Sternentstehung in elliptischen Galaxien ist oft sehr gering. Elliptische Galaxien sind die am weitesten entwickelte Form von Galaxien.
Die Zeitskala dieser Entwicklung ist langsam. Es dauert Milliarden von Jahren, bis sich Galaxien von einer Form zur anderen entwickeln.
Die Details des Prozesses der Galaxienbildung und -entwicklung sind noch ungewiss. Die genaue Natur der Dunklen Materie wird wichtig sein, um zu verstehen, wie sich Galaxien bilden. Die Rolle (falls vorhanden), die Schwarze Löcher bei der Galaxienbildung spielen, ist ungewiss.
Ja auf jeden Fall.
Galaxien wachsen durch sanfte Anreicherung von Materie (sowohl dunkel als auch baryonisch) und durch Fusionen mit anderen Galaxien. Kleinere Fusionen (dh wenn eine Galaxie viel größer als die andere ist) stören einfach die kleinere, ohne die Form der größeren zu ändern (können jedoch die Sternentstehungsrate für eine Weile erhöhen). Große Fusionen, bei denen Galaxien von vergleichbarer Größe sind, können die Galaxien vollständig "zerstören". Wenn die verschmelzenden Galaxien Spiralen sind, können sie sich manchmal in einer größeren Spiralgalaxie niederlassen, möglicherweise mit einer verstärkten zentralen Ausbuchtung. Aber manchmal werden sie, abhängig von ihrer Ausrichtung vor dem Zusammenführen, stattdessen zu Ellipsentrainer.
Da sich das Universum ausdehnt, waren die Galaxien in der Vergangenheit näher beieinander, und daher hat der größte Teil des Wachstums bereits stattgefunden.
Kleine Galaxien , die intensive Sternentstehung durchlaufen, ihr Gas ausblasen kann aufgrund Stern Feedback auf diese Weise von den meisten ihrer Gas loszuwerden und damit de Falte ein wenig in der Größe und „auslöschen“ selbst.
Galaxien haben ihren Ursprung in den Klumpen in der fast glatten Ur-Suppe aus Gas und dunkler Materie (und Strahlung). Diese Klumpen haben eine Größenverteilung - die Halo-Massenfunktion -, die bei kleinen Massen ein Potenzgesetz und bei großen Massen einen exponentiellen Grenzwert darstellt. Somit folgt die Größe der Galaxien einer ähnlichen Verteilung.
Die Abbildung links unten (erstellt mit diesem Werkzeug ) zeigt die Verteilung der Halos der dunklen Materie, dh die Anzahl pro Volumen bei einer bestimmten Masse heute (Rotverschiebung , durchgezogene Linie) und als das Universum nur zwei Milliarden Jahre alt war ( , gestrichelte Linie). Sie können sehen, dass sich in großen Zeiten die großen Lichthöfe noch nicht gebildet hatten.z=0 z=3
Die Abbildung rechts (aus meiner eigenen kosmologischen Simulation) zeigt, wie viele Sterne sich in einem (simulierten) Halo aus dunkler Materie einer bestimmten Masse befinden. Sie können sehen, dass es einem ungefähren Potenzgesetz folgt, aber mit ziemlich viel Streuung.
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