Wechselwirkende und verschmelzende Galaxien

Bonjour Mary. Du hast geschrieben >>Wenn du dir unser Sonnensystem im Maßstab 1:1 Milliarde ansiehst, wäre die Entfernung Erde-Sonne 150 Meter, die Sonne hätte etwas weniger als eineinhalb Meter Durchmesser, der Erddurchmesser wäre etwas mehr als 1 cm. Dann wären Alpha & Proxima Centauri, das näheste Sternsystem, ungefähr 41 000 km entfernt<<
Ächz! Das haut hin! Jetzt ist mir einiges klar. Danke für diese Vorstellung.
Nächster Punkt ergibt sich für mich daraus: Und wir wollen mal ganz kurz beim nächsten Sternsystem nachschauen, ob da grüne Männchen raumlaufen - mit was wollen wir das bei diesen Dimensionen denn erreichen?
Wenn diese Entfernungen so groß sind, dann stehen ja im Verhältnis die Galaxien viel dichter beisammen und deshalb kollidieren die auch so oft.
Oder sehe ich das falsch. Jac

So "unglaublich" ist das nicht. Schau dir als Vergleich unser Sonnensystem oder ein Atom an. Das Sonnensystem ist fast leer. Wenn hier etwas durchfliegt, "trifft" es im allgemeinen auch nicht. Das gleiche gilt für Atome, die sind auch "leer". Bei Beschuss mit hochenergetischer (Teilchen-)Strahlung wird der Kern auch nur selten getroffen. Die Menge an Atomen macht es dann, dass man doch mal einen Treffer landet, aber eben bei weitem nicht bei jedem.

Ups...eigentlich hab ich den Worten von Jerry schon geglaubt, aber ich finde es eben "beeindruckend" das es auch bei der Menge an Sternen trotzdem noch so viel "Platz" gibt das selten eine Kollision geschieht...

Moin,

auf dieser Seite >>>
sind 59 Galaxien abgebildet, die mit anderen Galaxien kollidieren.

Beispiel:

Absolut Spitze!


Jerry

Hallo,
eine faszinierende Bildersammlung... besonders intereassant finde ich z.B. dieses:


Arp 148 is the staggering aftermath of an encounter between two galaxies, resulting in a ring-shaped galaxy and a long-tailed companion. The collision between the two parent galaxies produced a shockwave effect that first drew matter into the centre and then caused it to propagate outwards in a ring. The elongated companion perpendicular to the ring suggests that Arp 148 is a unique snapshot of an ongoing collision. Infrared observations reveal a strong obscuration region that appears as a dark dust lane across the nucleus in optical light.

Wenn ich das richtig verstehe, ist die längliche Galaxie durch die andere durchgeflogen (so sieht das für mich jedenfalls aus), dabei stürzte die Materie der anderen, vorher wohl eine Spiralgalaxien, ins Zentrum ein. Dann verteilte sie sich zu einem Ring.
Ich wüsste gerne, wie so ein Vorgang detailliert abläuft - das kann man doch mit dem Computer simulieren, wisst ihr da zufällig was zu so einer Kollision?

Mary

Hallo Mary,

meinst du, ob sich das allgemein simulieren lässt? Oder möchtest du es durch deinen Heimrechner durchrechnen lassen?

Hallo Daniel,
ich hätte gerne entweder eine Bildfolge oder eine Animation davon oder, wie du sagst, würde ich es gerne selber simulieren (wenn ich das zusammenbringe), da gibt es ja auch für Amateure zugängliche Programme, glaube ich, nur kenn ich keine.

Mary

So eine Simulation sollten unsere Heimrechner nicht bewerkstelligen können. Abgesehen von einer speziellen Software hierfür, ist das Problem einfach "zu groß". Um es zu verdeutlichen:

• 2 Galaxien à 1x10⁹ Sternen, das heißt jeder Stern wechselwirkt mit jedem anderen und muss berechnet werden: also 10⁹x10⁹=10¹⁸ Wechselwirkungen müssen berechnet werden. Das ist ein "gewaltiges" Mehrkörperproblem ...
  
• Und dann muss das ganze nicht ein mal, sondern für einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren schrittweise berechnet werden.

Für so etwas benötigt man sehr spezielle Software, man muss das Problem effizient formulieren (also abwägen zwischen Vereinfachung und Genauigkeit, Parallelisierung, Clusterung des Problem, Zeitschritte, etc ...) und v.a. braucht man "Supercomputer", also Rechenmeister aus Instituten. So was hat keiner zu Hause ;).
Wahrscheinlich gibt es irgendwo im Internet schöne Animationen, welche auf solchen Rechnungen beruhen, aber eine Live-Simulation zu Hause wird nicht gehen.

Hallo Daniel,

fast. Es sind 2*10⁹ Sterne. Jeder Stern wechselwirkt mit jedem. Also der erste mit 2*10⁹-1 Sternen. Der zweite hat mit dem ersten schon wechselgewirkt. Also nur noch 2*10⁹-2. Das fortgesetzt führt zur Gaußschen Summenformel:

1+2+3+4+...+n=n*(n+1)/2.

Also (2*10⁹-1)*(2*10⁹)/2=(2*10⁹-1)*10⁹ Wechselwirkungen.

Tobi

• 2 Galaxien à 1x10⁹ Sternen, das heißt jeder Stern wechselwirkt mit jedem anderen und muss berechnet werden: also 10⁹x10⁹=10¹⁸ Wechselwirkungen müssen berechnet werden. Das ist ein "gewaltiges" Mehrkörperproblem ...
  

Ich habe mich bei der Problemgröße vertan. Jeder Stern aus Galaxie 1 wechselwirkt mit einer Kracft ja nicht nur mit jedem Stern aus Galaxie 2, sondern auch mit den restlichen Sternen der eigenen Galaxie 1. Das ergibt eine etwas andere Matrix/Problemgröße mit:

n = Anzahl Sterne Galaxie 1
m = Anzahl Sterne Galaxie 2

[(n+m)*(n+m)-(n+m)]/2 = [(10⁹+10⁹)*(10⁹+10⁹)-(10⁹+10⁹)]/2 = 2*10¹⁸-10⁹


[(n+m)*(n+m)] gibt die Anzahl der "Wechselwirkungen" zwischen allen Sternen beider Galaxien. Davon muss dann noch mal
(n+m) abgezogen werden, weil jeder Stern nicht mit sich selbst wechselwirkt. Das Ganze wird dann durch 2 dividiert, da die paarweise Wechselwirkung zwischen 2 Sternen symmetrisch ist, also auf beiden Sterne die gleich Kraft wirkt. Am Ende ergibt sich daraus also eine obere oder untere [(n+m)*(n+m)]-Dreiecksmatrix der Kräfte zwischen allen Sternen.

(in der Hoffnung, mich nicht vertan zu haben ...)

Warst du schneller als ich ... hatte mir die Matrix hier auch noch mal durch den Kopf gehen lassen ... hat nur etwas länger gedauert, auch da ich die Gaußsche Formel nicht mehr kannte ....

Hallo,
nein, ich wollte sowas natürlich nicht mit jedem einzelnen Stern selbst durchrechnen! Ich meinte ein Programm, was das vereinfacht durchrechnet, sowas hatte ich schon mal gesehen. Eine wirklich wissenschaftlich genaue Simulation ist natürlich etwas anderes...

Hab jetzt selbst gegooglet und hab folgende Seiten gefunden:
http://burro.astr.cwru.edu/JavaLab/GalCrashWeb/backgrnd.html
http://www.colliding-galaxies.com/Site/menu_d.html

Ich spiel mich derzeit damit ein bisschen rum...

Mary

Hallo zusammen,

zu  Hubble's 18. Geburtstag [smiley=thumbup.gif] sind neue Bilder freigegeben worden.

heute bei  http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/

das folgendes Bild...

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080430.html

in der Beschreibung zum Bild  ist dieser Artikel mit einem Film enthalten.

http://66.102.9.104/translate_c?hl=de&u=http://www.galaxydynamics.org/tflops.html

dann habe ich noch ein tolles Vidio gefunden, aber meine Kenntnisse reichen nur aus, um einen Link dazu reinzusetzen.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/video_lightbox.php?year=2008&id=16&video_id=a


Herzliche Grüße
Zuschauer

Moin,


Bild: *rote Überriesen* in einem Aussenbezirk der *Antennengalaxie*
 

Bild: *Antennengalaxie*

Die beiden *Antennengalaxie*, NGC 4038 und NGC 4039, sind nicht wie bisher errechnet 65-100 x 10⁶ Lj von uns entfernt, sondern  nur 45 x 10⁶ Lj. Das haben Wissenschaftler durch das Hubble-Teleskop[/sup] festgestellt. Sie untersuchten in den Aussenbezirken
der kollidierenden Galaxien die roten Riesensterne, deren Licht eine genau bekannte maximale Leuchtkraft erreichen.  

Jerry

Hallo,
zum Thema "Galaxien-Crash" fällt mir gerade folgendes ein:

Vielleicht habt ihr schon mal von dem Projekt "Galaxy Zoo" gehört. Bei diesem Projekt klassifizierten Freiwillige über das Internet Bilder von ungefähr einer Million Galaxien nach ihrem Typ (Spiralgalaxie, elliptische usw.). Auch nicht-Astronomen sind dafür besser geeignet als Computerprogramme. Dabei wurden auch unzählige verschmelzende Galaxien gefunden. Das Problem ist nur, dass manche Galaxien auf den ersten Blick aussehen, als würden sie kollidieren, dabei sind sie in Wirklichkeit Millionen Lichtjahre entfernt. Oder ein Stern sieht auf den ersten Blick aus wie eine zweite Galaxien.  Wenn man genauer hinschaut, kann man dies allerdings auch unterscheiden. Daher sind viele Galaxien von einigen Teilnehmern als "Mergers" (verschmelzende Galaxien) eingestuft worden, von anderen jedoch nicht. Um in diese Fälle Klarheit zu bringen, haben die Leiter von Galaxy Zoo ein Datenset mit diesen Galaxien zusammengestellt und Freiwillige gebeten, diese nochmal zu klassifizieren und dabei auf bestimmte Merkmale, die bei Galaxienkollisionen sichtbar sind (wie extrem ausgedehnte, unregelmäßige Spiralarme in eine Richtung), zu achten.
Ich habe davon vor ein paar Tagen im GZ-Newsletter erfahren.
Mehr darüber erfahrt ihr unter:
http://www.galaxyzoo.org/ (unten auf der Startseite)
bzw. die Einführung zu den Galaxienkollisionen hier

Mary

diese Bild habe ich bei http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080721.html
gefunden.

die Galaxien NGC 5426 und NGC 5427  sollen den Chrash wohl überleben.

Zuschauer

Diese beiden Galaxien sind ja ein sehr schönes Beispiel für eine Kollision. Man sieht auch gleich auf den ersten Blick die üblichen Charakteristika für solche Merger, wie die auffälligen Sternentsehungsregionen. Was auch nicht weiter verwunderlich ist, dass diese Galaxien Kernaktivitäten aufweisen, zumindest NGC 5426 ist als Seyfert 2 Typ klassifiziert. Alles in allem ein sehr schönes Beispiel für eine solche Konstellation.

Gruß

Chris

Moin,

wir haben ja schon eine ganz gute Sammlung von Galaxien gesehen, die kollidiert sind bzw. bald kollidieren werden. Die Aufnahmetechnik ist ja mitlerweile so gut, dass man viele Details erkennt. Was mich nun wundert ist, dass bei diesen Galaxien keine *Begleitgalaxien* entdeckt werden. Unsere Milchstrasse hat ja eine Menge an *Begleit- / Zwerggalaxien* um sich rum. Da stellt sich mir die Frage: Ist die Milchstrasse da nur eine Ausnahme?

Jerry

Nun wir müssen zunächst natürlich beachten dass jede Galaxie im Rahmen der morphologischen Klassifizierung noch ihre ganz eigenen Merkmale besitzt. Daher müssen wir davon ausgehen, dass die Milchstraße bisher relativ isoliert existiert hat und daher kleinere, also Zwerggalaxien einfangen konnte.

Das bei den goßen Mergern keine Satellitengalaxien mehr vorhanden sind, ist zunächst natürlich auf die große Derfomierung zurück zu führen. In den endgültig gemergten Galaxien, welche als sich als große elliptische Galaxien darstellen, ist es sehr schwierig überreste früherer Begleitgalaxien zu erkennen. Das prominenteste Beispiel dafür ist wohl M31 allein in seiner jetzigen Form.

Grüße

Chris

Moin Chris,

dann war meine Frage nicht korrekt gestellt und ich erweitere sie (obwohl sie dann hier in diesen Thread eigentlich nicht mehr passt).

Auch bei anderen Aufnahmen *freier* Galaxien sind keine sie begleitende *Zwerggalaxien / Begleitgalaxien* zu sehen.

Bei Galaxien, die sich gegenseitig beeinflussen (bevorstehende Kollision), kann ich mir schon vorstellen, dass sie in ihrem Umfeld andere Verhältnisse erzeugt haben; nach erfolgter Kollision dürfte es sogar zur vollständigen Bereinigung gekommen sein.

Jerry

Mit Sicherheit ist die Milchstraße was Satellitengalaxien angeht kein Einzelfall. Auch die bereits angesprochene M31 besitzt mit M32 noch oder schon wieder eine Satellitengalaxie, wobei es im Fall von M31 noch weitaus mehr sind. Eine anderes prominentes Beispiel ist M51 welche ja grade dabei ist mit einer ehemaligen Zwerggalaxie zu mergen. Auch M81 weißt mehrer Satellitengalaxien auf, hier ein Beipsiel:

http://seds.lpl.arizona.edu/Messier/more/m081_hom9.html

Das wir mit Begleitgalaxien allein stehen, ist also nicht der Fall.

Grüße

Chris

Moin Chris,

auch hier hatte ich mich wohl etwas falsch ausgedrückt.

Natürlich sind mir die Galaxien bekannt, die *große* Begleitgalaxien oder Schwestergalaxien haben. Ich bezog das auf *blaue Galaxien* oder *Zwerggalaxien*, wie z.B. *Milchstrasse* mit *Magellansche Wolken*.

Jerry

Hallo,

Also ob wir tatsächlich so viele "Zwergsatellitengalaxien" besitzen, ist ja als solches noch fraglich. Beispielsweise deuten neueste Messungen der bereits angesprochgenen Magellanschen Wolken darauf hin, dass deren Radialgeschwindigkeit weitaus größer ist als bisher angenommen.

http://www.astronews.com/news/artikel/2007/01/0701-011.shtml

Dies würde wiederum heißen, dass es sich bei den Magellanschen Wolken um gar keine Satellitengalaxien handelt, sondern nur quasi um Durchreisende, denen unsere Milchstraße grade begegnet. Ihre Geschwindigkeit ist wahrscheinlich sogar so hoch, dass sie das Schwerefeld der Milchstraße wieder verlassen können.

Grüße

Chris

Moin,

auch hier wieder eine typische Crash-Situation.


Bild: Die Galaxien NGC 5216 (oben rechts) und NGC 5218 (aus antwrp.gsfc.nasa.gov)

Die grössere Galaxie *NGC 5216* ist mit der kleineren *NGC 5218* durch einen 22.000 Lj langen Steg aus Gas, Staub und Sternen verbunden. Beide Galaxien sind sich in der Vergangenheit oft sehr nahe gekommen und dabei kam es zu dem Abzug von Masse aus der wohl damals schon kleineren Galaxie. In einer fernen Zukunft wird es sicher zu einer Vereinigung beider Galaxien kommen.

Dies System wird auch *Arp 104* bzw. *Keenans System* genannt und befindet sich ~ 17 Moi Lj von der Erde entfernt im Sternbild *Ursa Major*.

So könnte es auch mit der *Andromeda-Galaxie / M 31* und unserer Milchstrasse passieren.

Jerry  

Mit dem Hubble-Teleskop gelang diese schöne Aufnahme eines Falles von galaktischem Kannibalismus, wie hier zu sehen:

Credits: NASA, ESA and R. Sharples (University of Durham, U.K.)

Abgebildet sind die Galaxien NGC 7173 (links), NCG 7174 (rechts oben) und NGC 7176 (rechts unten). Bei NGC 7173 und 7176 handelt es sich um normale elliptische Galaxien, während NGC 7174 eine Spiralgalaxie ist, die durch Gravitations- und Gezeitenkräfte von den beiden elliptischen Galaxien förmlich auseinandergerissen wird.

In ferner Zukunft werden die drei Galaxien wahrscheinlich zu einer riesigen, irregulären Galaxie verschmelzen, welche dann die 10 bis 100fache Masse unserer Galaxis hätte.

Das Schauspiel ereignet sich ca. 100 Mio. Lichtjahre entfernt im Sternbild des Südlichen Fisches.

http://www.esa.int/esaCP/SEM5S9CDNRF_index_0.html

Moin Timo,

hier wäre natürlich eine Composit-Aufnahme sehr hilfreich, denn dann könnte man die einzelnen Strukturen klarer erkennen und den Überlebenskampf oder die Abwehrreaktion der einzelnen Galaxien besser sehen. Vielleicht kommt da bald so etwas, wäre doch lohnenswert.

Jerry