Schicksal der Spiralarme der Milchstraße und Andromeda

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In einigen Milliarden Jahren werden die Milchstraße und Andromeda kollidieren. Es besteht die Möglichkeit, dass es nicht viele spektakuläre Sternenkollisionen gibt, und es besteht eine gute Chance, dass das Sonnensystem (und die meisten anderen Sternensysteme) nicht in den Weltraum geschleudert oder von einfallenden Sternen auseinandergerissen werden. Aber was ist mit einem größeren Maßstab?

Das Produkt der Kollision - "Milkomeda" genannt - wird im Gegensatz zur Milchstraße und Andromeda, die beide Spiralgalaxien sind, eine elliptische Galaxie sein. Meine Frage lautet:

Wie wird die Struktur der Spiralarme durch die Kollision effektiv zerstört? Welche Mechanismen werden sie zusammenwachsen lassen und welche Strukturen werden ihren Platz einnehmen?

HDE 226868
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Antworten:

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Es scheint tatsächlich, dass die Andromeda-Galaxie (M31) und die Milchstraße (MW) auf dem Weg zu einer Kollision sind. Dies wird zu einer Fusion der beiden Galaxien führen, die eine elliptische Galaxie bilden. Die abgeflachte Scheibenstruktur von M31 und MW entsteht, weil ihr Gas Energie ableitet, aber den Impuls konserviert: Eine Scheibe ist der minimale Energiezustand bei gegebenem Drehimpuls. Das Gas in der Scheibe bildet dann Sterne, die sich mehr oder weniger auf derselben Umlaufbahn wie das Gas befinden, dh die jeweiligen Galaxien umkreisen. Eine Scheibengalaxie ist dynamisch kalt, dh die Geschwindigkeit der mittleren Bewegung des Sterns um die Galaxie ist viel größer als ihre zufälligen Bewegungen.

Die Fusion zerstört alle diese Strukturen und ersetzt sie durch eine viel glattere und dynamisch heiße Struktur, wenn die Dichte auf (konzentrischen) dreiachsigen Ellipsoiden ungefähr konstant ist. Es gibt verschiedene Arten von Sternbahnen in solchen Galaxien, aber am wichtigsten sind die sogenannten Box-Bahnen, wenn die Sterne in einem großen kastenartigen Volumen schwingen und keine bevorzugte mittlere Bewegungsrichtung haben. In den frühen Phasen wird die elliptische Galaxie einige temporäre Strukturen (sogenannte Schalen) aufweisen, die Überreste des Fusionsprozesses selbst sind.

Das Gas in M31 und MW wird höchstwahrscheinlich in die inneren Teile des Ellipsentrainers geleitet, wo es viele neue Sterne bilden und zur Zufuhr des AGN beitragen kann, das aus der Koaleszenz der beiden supermassiven Schwarzen Löcher von M31 und MW entsteht. Energie, die von den neu gebildeten Sternen über Supernovae und Sternwinde sowie vom AGN zurückgespeist wird, treibt das verbleibende Gas aus der elliptischen Galaxie und lässt es "rot und tot", dh ohne Sternentstehung und junge blaue Sterne.

Die Fusion von M31 und MW wird die ohnehin vernachlässigbare Rate von Sternenkollisionen kaum erhöhen. Angesichts der Weite der Galaxien im Vergleich zur Größe der Sterne sind solche Kollisionen äußerst unwahrscheinlich. Die einzigen Orte, an denen solche Kollisionen auftreten, sind die sehr dichten Kerne von Kugelsternhaufen.

Walter
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In einigen Milliarden Jahren werden die Milchstraße und Andromeda kollidieren.

Ungefähr 5 Milliarden Jahre, aber es wird mehr als tausend Jahre dauern, bis sich die Galaxien überlappen.

Die Chancen stehen gut, dass es keine spektakulären Sternenkollisionen geben wird

Wenn die Kerne der beiden Galaxien kollidieren, würde ich es für sehr wahrscheinlich halten, dass Sternensysteme betroffen sind und sich die zentralen Schwarzen Löcher verbinden.

Das Produkt der Kollision wird eine elliptische Galaxie sein

Es kann einige Millionen Jahre dauern, bis die Sterne in ihren neuen Umlaufbahnen Stabilität finden. Nach einigen Milliarden Jahren könnte es wieder Spiralarme geben.

Wie wird die Struktur der Spiralarme durch die Kollision effektiv zerstört? Welche Mechanismen werden sie zusammenwachsen lassen und welche Strukturen werden ihren Platz einnehmen?

Wenn sich die Galaxien zusammen nähern, beeinflusst die Schwerkraft die Umlaufbahnen der Sterne. Da der Impuls erhalten bleiben muss, wird die Umlaufbahn der meisten Sterne radikal verändert. Die verschiedenen Umlaufbahnen verbergen die Spiralarme.

Jetzt, wo ich mehr darüber nachgedacht habe, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein paar Sterne kollidieren, vielleicht wird es ein paar Milliarden Jahre dauern.

LDC3
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