טעאריע פון דער פאָרמירונג פון עלליפטישע גאַלאַקסיעס
עלליפּטישע גאַלאַקסיעס זענען איינע פון די הויפּט טיפּן גאַלאַקסיעס אין דער וועלט, צוזאַמען מיט שפּיראַלישע און ירעגולערע גאַלאַקסיעס. זיי טענד צו זיין קיילעכדיק ביז אָוואַל אין פאָרעם, מיט אַ גלאַט, גלייַך פאַרשפּרייט ליכט פאַרשפּרייטונג אָן אַ באַזונדער שפּיראַל אָרעם מוסטער. קאַמפּערד צו שפּיראַל גאַלאַקסיעס, עלליפּטישע גאַלאַקסיעס בכלל אַנטהאַלטן ווייניקער גאַז און שטויב, האָבן נידעריקער ראַטעס פון נייַ שטערן פאָרמירונג, און זענען דאָמינירט דורך עלטערע, געללעך צו רויטלעך שטערן. די גרויסע קשיא איז: ווי פאָרמירן זיך עלליפּטישע גאַלאַקסיעס? אַסטראָנאָמען האָבן דעוועלאָפּעד עטלעכע קאַמפּלעמענטאַרי טעאָריעס און פאָרמירונג סצענאַריאָס, ניצנדיק מאָדערנע טעלעסקאָפּ אָבסערוואַציעס און קאָסמאָלאָגישע סימיאַליישאַנז צו קאַרטירן די געשיכטע פון גאַלאַקסיעס פון די פרי וועלט ביזן היינטיקן טאָג.
כאַראַקטעריסטיקס פון עלליפּטישע גאַלאַקסיעס ווי רמזים צו די אָנהייב
איידער מיר דיסקוטירן די טעאריע, איז וויכטיג צו פארשטיין די פיזישע אייגנשאפטן פון עלליפטישע גאלאקסיעס וואס געבן אנווייזונגען צו זייער פארמאציע פראצעס. עלליפטישע גאלאקסיעס האבן טיפיש א "גלאטע" סטרוקטור ווייל זייערע שטערן זענען פארשפרייט אין צופעליגע ארביטן, אנשטאט זיך איבערהויפט דרייען אין איין פלאך ווי שפיראל גאלאקסיעס. דערצו, אסאך עלליפטישע גאלאקסיעס זענען זייער מאסיוו און געפינען זיך אין די צענטערס פון גאלאקסי קלאסטערס, וואס ווייזט אויף א געדיכטער סביבה און אפטע אינטערגאלאקטישע אינטעראקציעס. זייערע ליכט ספעקטרא ווייזן אפט ווייניג קאלט גאז, וואס רעזולטירט אין נידריגע שטערן פארמאציע. די אייגנשאפטן פירן צו דער מסקנא אז עלליפטישע גאלאקסיעס האבן דערלעבט גרויסע דינאמישע געשעענישן וואס האבן צעשטערט די ארביטן פון שטערן און פארברוכט אדער ארויסגעטריבן זייער שטערן-פארמאנדער גאז.
גאַלאַקסי מערדזשמענט טעאָריע
איינע פון די מערסט איבערצייגנדיקע טעאריעס פאר דער פארמאציע פון עלליפטישע גאלאקסיעס איז די טעאריע פון גאלאקסי פאראייניגונגען, ספעציפיש גרויסע פאראייניגונגען. אין דעם סצענאר, צוויי שפיראלישע אדער גאז-רייכע גאלאקסיעס קאלידירן און פאראייניגן זיך, פראדוצירנדיק א נייע, גרעסערע און מער ספערישע סיסטעם. ווען די קאליזיע פאסירט, שטערן די שטארקע גראוויטאציאנעלע כוחות די באוועגונג פון שטערן, דעפארמירנדיק די שפיראלישע ארעמס, און שאפנדיק א מער איזאטראפישע שטערן-פארשפרייטונג - א כאראקטעריסטיק פון עלליפטישע גאלאקסיעס.
בעת א צוזאמענגאנג, גייט דער אינטערשטעלער גאז דורך א שטארקע קאמפרעסיע, וואס ברענגט ארויס א שטערן-פארמאציע אויסברוך (א שטערן-אויסברוך). דער שטערן-אויסברוך קען פארברענען א באדייטנדע מאס גאז אין א רעלאטיוו קורצער צייט (קאסמיש גערעדט), און דער פארבליבענער גאז קען ארויסגעשטופט ווערן דורך ווינטן פון סופערנאוועס אדער דורך דער טעטיקייט פון דעם גאלאקטישן קערן. נאכדעם וואס דער גאז ווערט דין, ווערט די פארבליבענע גאלאקסי דאמינירט דורך אלטע שטערן, וואס גיט איר א "רויטן" און פאסיוון אויסזען - כאראקטעריסטיש פאר עלליפטישע גאלאקסיעס.
אבזערוואציאנעלע באווייזן פאר דעם טעאריע קומען פון אינטעראקטיווע גאלאקסיעס, ווי סיסטעמען מיט טיידאל עקן , מארפאָלאָגישע פארדרייאונגען, און בינארישע קערנס. עטלעכע עלליפטישע גאלאקסיעס ווייזן אויך אויף סובטילע סטרוקטורן ווי "שעלן" אדער שוואכע כוואליעס, וואס מען גלויבט זענען רעשטלעך פון פארגאנגענע צוזאמענפיר דינאמיק.
קליינע צונויפגיסונגען און צוגאב וואוקס
נישט אלע עלליפטישע גאלאקסיעס פארמירן זיך פון איין, מאסיווער קאליזיע. מען גלויבט אז אסאך גאלאקסיעס, ספעציעל זייער מאסיווע, וואקסן דורך קליינע צוזאמענמישונגען: גרעסערע גאלאקסיעס "עסן" כסדר קלענערע גאלאקסיעס. דער פראצעס איז ביסלעכווייז, אבער איבער ביליאנען יארן קען עס באדייטנד פארגרעסערן די מאסע און ענדערן די סטרוקטור פון דער גאלאקסי.
קליינע צוזאמענפֿלוסן קענען "אויפֿבלאָזן" די גרייס פֿון עלליפּטישע גאַלאַקסיעס אָן באַדייטנד פֿאַרגרעסערן זייער צענטראַלע געדיכטקייט. דאָס פּאַסט מיט דער באַאָבאַכטונג אַז מאַסיווע עלליפּטישע גאַלאַקסיעס אין דעם יונגן אוניווערס אָפֿט דערשייַנען מער קאָמפּאַקט ווי יענע אין דעם איצטיקן אוניווערס. מיט אַנדערע ווערטער, עלליפּטישע גאַלאַקסיעס קענען זיך ערשט קאָמפּאַקט פֿאָרמירן, און דערנאָך ביסלעכווייַז אויסגעברייטערט האָבן צוליב דעם אָנצוזאַמלען פֿון קליינע סאַטעליטן.
מאָנאָליטהישער קאָלאַפּס מאָדעל
איידער די צוזאמענפֿלוס טעאריע איז געווארן דאמינאנט, איז דער מאנאליטישער קאלאַפּס מאָדעל געווען פאפולער צו דערקלערן עלליפטישע גאלאקסיעס. אין דעם סצענאר, האבן זיך עלליפטישע גאלאקסיעס געשאפן זייער פרי, ווען א ריזיגע גאז וואלקן האט זיך שנעל צוזאמענגעפאלן אונטער גראוויטי, און דערנאך שנעל געשאפן שטערן פאר א קורצע צייט. נאך אן אויסברוך פון שטערן-פארמאציע, איז דער גאז געווארן אויסגעשעפט אדער אויפגעהייצט, אזוי האט שטערן-פארמאציע אויפגעהערט, לאזנדיג א באפעלקערונג פון עלטערע שטערן.
דאס מאָדעל דערקלערט פארוואס אסאך עלליפטישע גאלאקסיעס האבן זייער אלטע שטערן און רעלאטיוו הויכע מעטאליטעטן אין זייערע צענטערס. שנעלע שטערן-פארמאציע רעזולטירט אין צאלרייכע סופערנאוועס וואס בארייכערן דעם גאז מיט שווערע עלעמענטן, און די בארייכונג ווערט דאן "פארשפארט" אין דער קומענדיגער דור שטערן בעת דעם קורצן פעריאד.
אבער, מאדערנע אבזערוואציעס ווייזן אז די אוניווערס האט זיך אנטוויקלט כייערארכיש – גרויסע סטרוקטורן האבן זיך געשאפן פון די צוזאמענגאנג פון קלענערע – אזוי אז א ריין מאנאליטישער צוזאמענפאל ווערט באטראכט אלס אומפארענדיגט. אבער, די גרונט-אידעע בלייבט רעלאוואנט אלס א באשרייבונג פון דער פריער פאזע: עלליפטישע גאלאקסיעס האבן מעגליך דורכגעמאכט א גאר שנעלע שטערן-פארמאציע אין זייערע פריע טעג, און דערנאך אנטוויקלט דורך צוזאמענגאנג און צוזאמענגאנג.
גאז קילונג, טונקעלע מאַטעריע האַלאָס , און כייעראַרקישע עוואָלוציע
מאָדערנע טעאָריעס וועגן גאַלאַקסיע פאָרמאַציע קענען נישט ווערן אפגעטיילט פון דער ראָלע פון טונקעלער מאַטעריע. גאַלאַקסיעס פאָרמירן זיך אין אַ "האַלאָ" פון טונקעלער מאַטעריע וואָס גיט אַ גראַוויטאַציאָנעלע "ראַם". באַריאָנישע גאַז (געוויינטלעכע גאַז) פאַלט אַרײַן אין דעם האַלאָ, קילט זיך אָפּ, און דאַן פאָרמירט שטערן. אין ΛCDM (לאַמבדאַ קאַלטע טונקעלע מאַטעריע) קאָסמאָלאָגיע, קליינע האַלאָ'ס פאָרמירן זיך ערשט, און דאַן צונויפגיסן זיך אין גרעסערע האַלאָ'ס. אין געדיכטע סביבות ווי גאַלאַקסיע קלאַסטערס, איז די ראַטע פון צונויפגיסונגען און אינטעראַקציעס העכער, אַזוי די פאָרמאַציע פון עלליפּטישע גאַלאַקסיעס איז מער אָפט - אין איינקלאַנג מיט דעם פאַקט אַז עלליפּטישע גאַלאַקסיעס ווערן אָפט געפֿונען אין די צענטערס פון קלאַסטערס.
קאָסמאָלאָגישע סימולאַציעס פֿאָרשלאָגן אַז מאַסיווע עלליפּטישע גאַלאַקסיעס קענען דורכגיין צוויי פֿאַזעס: אַן ערשטע פֿאַזע פֿון שנעלער שטערן־פֿאָרמאַציע פֿון אַרײַנקומענדיקן גאַז (אָפֿט גערופֿן אין־סיטו שטערן־פֿאָרמאַציע), נאָכגעפֿאָלגט פֿון אַ וואוקס־פֿאַזע דורך צוזאַמענקומען פֿון שטערן פֿון אַנדערע גאַלאַקסיעס (עקס־סיטו), בפֿרט דורך פֿאַראייניגונגען. די קאָמבינאַציע רעזולטירט אין גאַלאַקסיעס מיט געדיכטע קערנס און מער פֿאַרשפּרייטע שטערן־האַלאָען.
די ראלע פון סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער און פידבעק (AGN פידבעק)
כּמעט אַלע גרויסע גאַלאַקסיעס האָבן אַ סופּערמאַסיוו שוואַרץ לאָך אין זייער צענטער. אין עלליפּטישע גאַלאַקסיעס, שפּילט דאָס שוואַרץ לאָך אַ קריטישע ראָלע אין פאַרהיטן שטערן-פאָרמאַציע דורך דעם צוריק-בילד מעכאַניזם פון דעם אַקטיוון גאַלאַקטישן קערן (AGN). ווען מאַטעריע פאַלט אויף דעם שוואַרצן לאָך, ווערט ריזיקע ענערגיע באַפֿרייט אין דער פֿאָרעם פֿון ראַדיאַציע און דזשעטס. די ענערגיע קען וואַרעמען דעם גאַז אָדער אפילו אַרויסטרייבן עס פֿון דער גאַלאַקסיע, און פֿאַרהיטן עס פֿון זיין קיל און געדיכט גענוג צו פֿאָרמירן שטערן.
AGN פֿידבעק העלפֿט דערקלערן פֿאַרוואָס מאַסיווע עלליפּטישע גאַלאַקסיעס בלייבן אויסגעלאָשן כאָטש זיי זענען גראַוויטאַציאָנעל פֿעיִק צו צוציען גאַז. אָן דעם מעכאַניזם, פּראָדוצירן סימולאַציעס אָפֿט גאַלאַקסיעס וואָס פאָרזעצן צו פֿאָרמירן שטערן פֿאַר צו לאַנג, נישט קאָנסיסטענט מיט אָבסערוואַציעס.
סביבה'דיקע איינפלוסן: גאַלאַקסי קלאַסטערס און גאַז פארלוסט
די סביבה פארעמט אויך עלליפטישע גאלאקסיעס. אינערהאלב גאלאקסי קלאסטערס, קען א הייסע אינטערגאלאקטישע מעדיום ארויסנעמען גאז פון גאלאקסיעס וואס באוועגן זיך דורך אים, א פראצעס גערופן ראם דרוק סטריפינג. דערצו, קענען איבערגעחזרטע גראוויטאציאנעלע אינטעראקציעס מיט צאלרייכע שכנים צעשטערן די סטרוקטור פון שפיראל גאלאקסיעס און רעדוצירן זייערע גאז רעזערוון. אלס רעזולטאט, קענען שפיראל גאלאקסיעס זיך טראנספארמירן אין לענטיקולארע (S0) גאלאקסיעס אדער אפילו עוואלוציאנירן אין עלליפטישע גאלאקסיעס דורך איבערגעחזרטע צוזאמענמישונגען און שטערונגען.
אין געדיכטערע סביבות ווערט עלליפּטישע גאַלאַקסי פאָרמאַציע מער עפעקטיוו צוליב צוויי סיבות: געוואקסענע קאָליזיע מעגלעכקייטן און שטאַרקערע דעגאַסינג מעקאַניזמען. דאָס איז פאַרוואָס די מאָרפאָלאָגיע-געדיכטיקייט באַציִונג ווייזט אַז עלליפּטישע גאַלאַקסיעס זענען מער געוויינטלעך אין געגנטן מיט הויך גאַלאַקסי געדיכטקייט.
קעסימפּולאַן
היינטיקע טעאריעס וועגן דער פאָרמירונג פון עלליפטישע גאַלאַקסיעס ווערן פארשטאנען צו זיין דער רעזולטאַט פון אַ קאָמבינאַציע פון עטלעכע פּראָצעסן, אלא ווי אַן איינציקער מעכאַניזם. גרויסע צונויפגיסונגען קענען טראַנספאָרמירן שפּיראַל גאַלאַקסיעס אין עלליפטישע סיסטעמען מיט ראַנדאָמע שטערן אָרביטן און שנעלע אָבער קורצע פּעריאָדן פון שטערן פאָרמירונג. איבערגעחזרטע קליינע צונויפגיסונגען העלפֿן עלליפטישע גאַלאַקסיעס וואַקסן און יקספּאַנדירן מיט דער צייט. אין דער זעלבער צייט, אַן אינטענסיווע ערשטיקע פאַזע, ענלעך צו דעם מאָנאָליטישן קאָלאַפּס מאָדעל, בלייבט באַטייַטיק פֿאַר דערקלערן די אַלטערנדיקע שטערן באַפעלקערונג. אַלע די פּראָצעסן פּאַסירן אין אַ כייעראַרקישער טונקעלער מאַטעריע קאָסמאָלאָגיע, מיט באַמערקונגען פון סופּערמאַסיווע שוואַרצע לעכער און דעם השפּעה פון דער קלאַסטער סביבה, וואָס קען אַוועקנעמען גאַז, שפּילנדיק אַ קריטישע ראָלע.
מיטן אויפקום פון נייע-דור טעלעסקאָפּן און הויך-רעזאָלוציע סימולאַציעס, זענען אַסטראָנאָמען מער און מער ביכולת צו "לייענען" די געשיכטע פון עלליפּטישע גאַלאַקסיעס פון זייער שטערן פאַרשפּרייטונג, כעמישע זאַץ, און שפּורן פון פיינער סטרוקטור. עלליפּטישע גאַלאַקסיעס, וואָס דערשייַנען פּשוט און גלאַט פון אַ ווייטקייט, האָבן אין פאַקט אַ קאָסמישע געשיכטע אָנגעפילט מיט קאָליזיעס, גראַדועלן וואוקס, און עקסטרעמע פיזישע פּראָצעסן וואָס פאָרמען דעם פּנים פון דער אוניווערס ביזן היינטיקן טאָג.
