Einleitung

Vergleicht man frühe Photographien von Galaxien mit modernen Aufnahmen, so könnte man zu dem Schluß gelangen, daß es sich um statische Gebilde handelt, die keinerlei Entwicklung unterworfen sind. Tatsächlich gibt es jedoch eine Entwicklung, die aber auf Zeitskalen abläuft, die es uns unmöglich machen, die innnerhalb eines Menschenlebens an einem Objekt zu beobachten. Diese Zeitskalen lassen sich mit Hilfe der physikalschen Gesetzmäßigkeitn, die die Entwicklung bestimmmtn, abschätzen. In der vorliegenden Arbeit wird dies für einige physikalische Prozesse in Kapitel 2.3 geschehen. Intersseisert man sich für die verschiedenen Entwicklungsstadien der Galaxien, so kann man einerseits aus Beobachtungen vieler unterschiedlich alter Objekte das Aussehen der Galaxien in verschiedenen Stadien ihrer Entwicklung rekonstruieren.
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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
2 Einführung
- 2.1 Die Milchstraße
- 2.2 Allgemeines zu Galaxien
  - 2.2.1 Elliptische Galaxien
  - 2.2.2 Spiralgalaxien
  - 2.2.3 Zwerggalaxien
- 2.3 Zeitskalen stellarer Systeme
- 2.4 Numerische Simulationsmethoden
  - 2.4.1 Problemstellung
  - 2.4.2 TREE-Code
- 2.5 Stand der Forschung
3 Theoretische Grundlagen
- 3.1 Jeans-Theoreme
- 3.2 Konstruktion eines Anfangsmodells
- 3.3 Eigenschaften des Anfangsmodells
- 3.4 Untersuchung der Stabilität des Anfangsmodells
- 3.5 Dissipation im TREE-Code
- 3.6 Andere Anfangsmodelle
4 Das Verschmelzen von Satelliten mit Spiralgalaxien
- 4.1 Die Anfangskonfiguration
- 4.2 Modell einer Wechselwirkung mit statischem Halo
- 4.3 Modell einer Wechselwirkung mit dynamischem Halo
- 4.4 Andere Anfangsmodelle
5 Sternentstehung
- 5.1 Implementierung von Sternentstehung
- 5.2 Diskussion der vorgestellten Methode
- 5.3 Isolierte Galaxienmodelle mit Sternentstehung
- 5.4 Satellitenwechselwirkung mit Sternentstehung
- 5.5 Andere Anfangsmodelle
6 Übersichtstabelle aller Simulationsmodelle
7 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Arbeit untersucht die Entwicklung wechselwirkender Galaxiensysteme. Die Zielsetzung besteht darin, die Auswirkungen der Wechselwirkung zwischen einer Scheibengalaxie und einer Zwerggalaxie (Satellitengalaxie) zu analysieren. Dazu werden zunächst isolierte Systeme untersucht, um die Effekte der Wechselwirkung besser identifizieren zu können.

Entwicklung wechselwirkender Galaxiensysteme
Stabilität von Scheibengalaxien
Einfluss von Satellitengalaxien auf die Scheibengalaxie
Simulationen mit dem TREE-Code
Sternentstehung in wechselwirkenden Galaxien

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der Galaxienentwicklung ein und erläutert die Notwendigkeit von Simulationen zur Untersuchung von Prozessen, die sich über astronomische Zeitskalen erstrecken. Sie beschreibt die Arbeit als Untersuchung der Entwicklung wechselwirkender Galaxiesysteme, wobei zunächst isolierte Systeme analysiert werden, um die Effekte der Wechselwirkung zu isolieren. Das Anfangsmodell orientiert sich an der Milchstraße als Scheibengalaxie mit ihren verschiedenen Komponenten.

2 Einführung: Dieses Kapitel liefert einen Überblick über die Milchstraße, allgemeine Eigenschaften von Galaxien (elliptisch, spiralförmig, Zwerggalaxien), relevante Zeitskalen stellarer Systeme, und die verwendeten numerischen Simulationsmethoden, insbesondere den TREE-Code. Es stellt den theoretischen und methodischen Hintergrund für die folgenden Kapitel dar und gibt einen Einblick in den aktuellen Forschungsstand.

3 Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel beschreibt die theoretischen Grundlagen der Galaxienmodellierung. Es behandelt die Jeans-Theoreme, das Plummer-Modell, den Virialsatz und strukturelle Instabilitäten. Es wird ein Verfahren zur Konstruktion eines Anfangsmodells vorgestellt, das die Stabilitätskriterien erfüllt. Die Stabilität des Modells wird mit und ohne dynamischen Halo untersucht. Schließlich wird die Implementierung von Dissipation im TREE-Code detailliert erklärt, inklusive Stoßmechanismen, dissipativer Kühlung und der Ablauf der Dissipation.

4 Das Verschmelzen von Satelliten mit Spiralgalaxien: Dieses Kapitel widmet sich der detaillierten Analyse der Wechselwirkung zwischen einer Scheibengalaxie und einer Zwerggalaxie (Satellit). Es beschreibt die Anfangskonfiguration, die Positionierung des Satelliten und untersucht verschiedene Modelle, sowohl mit statischem als auch dynamischem Halo. Die Kapitel diskutieren dynamische Reibung, induzierte Drehmomente, die Satellitenbahn, den Tidenradius und den Einfluss der Wechselwirkung auf die Scheibenstruktur und Gasdynamik. Eine Parameterstudie mit unterschiedlichen Scheiben- und Satellitenstrukturen wird ebenfalls präsentiert.

5 Sternentstehung: Dieses Kapitel behandelt die Implementierung von Sternentstehung in die Simulationen. Es beschreibt das verwendete Sternentstehungskriterium und die Durchführung der Sternentstehung im Modell. Die vorgestellte Methode wird diskutiert und auf isolierte Galaxienmodelle sowie auf Modelle mit Satellitenwechselwirkung angewendet. Zusätzliche Untersuchungen mit variierenden Anfangsbedingungen werden ebenfalls berücksichtigt.

Schlüsselwörter

Galaxienentwicklung, Wechselwirkung, Scheibengalaxien, Zwerggalaxien, Satellitengalaxien, TREE-Code, numerische Simulationen, Sternentstehung, Stabilität, Dissipation, Jeans-Theoreme, Virialsatz.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu: Entwicklung wechselwirkender Galaxiensysteme

Was ist der Gegenstand dieser Arbeit?

Die Arbeit untersucht die Entwicklung wechselwirkender Galaxiensysteme, insbesondere die Auswirkungen der Wechselwirkung zwischen einer Scheibengalaxie und einer Zwerggalaxie (Satellitengalaxie). Es werden sowohl isolierte Systeme als auch Systeme mit Satellitenwechselwirkung simuliert und analysiert.

Welche Methoden werden verwendet?

Die Arbeit verwendet numerische Simulationsmethoden, insbesondere den TREE-Code, um die Entwicklung der Galaxiensysteme zu modellieren. Die Simulationen berücksichtigen verschiedene Faktoren wie Gravitationswechselwirkungen, Dissipation und Sternentstehung.

Welche theoretischen Grundlagen werden verwendet?

Die theoretischen Grundlagen basieren auf den Jeans-Theoremen, dem Virialsatz und der Modellierung der Galaxien mit einem Plummer-Modell. Die Stabilität der Modelle und die Implementierung von Dissipation im TREE-Code werden detailliert beschrieben.

Welche Arten von Galaxien werden untersucht?

Die Arbeit konzentriert sich auf Scheibengalaxien und Zwerggalaxien (Satellitengalaxien). Es werden sowohl elliptische als auch spiralförmige Galaxien im Kontext der allgemeinen Galaxien-Eigenschaften erwähnt.

Wie wird die Wechselwirkung zwischen den Galaxien modelliert?

Die Wechselwirkung wird mit verschiedenen Modellen simuliert, einschließlich Modellen mit statischem und dynamischem Halo. Die Simulationen betrachten die dynamische Reibung, induzierte Drehmomente, die Satellitenbahn, den Tidenradius und den Einfluss der Wechselwirkung auf die Scheibenstruktur und Gasdynamik.

Wie wird Sternentstehung in die Simulationen integriert?

Die Sternentstehung wird mittels eines spezifischen Sternentstehungskriteriums in die Simulationen implementiert. Die Methode wird detailliert beschrieben und auf isolierte Galaxienmodelle sowie auf Modelle mit Satellitenwechselwirkung angewendet.

Welche Ergebnisse werden präsentiert?

Die Arbeit präsentiert die Ergebnisse der Simulationen, die die Entwicklung der wechselwirkenden Galaxiensysteme und den Einfluss der Satellitengalaxie auf die Scheibengalaxie zeigen. Eine Übersichtstabelle fasst alle Simulationsmodelle zusammen.

Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?