ISBN 9783843908634

978-3-8439-0863-4, Reihe Physik

Annette Monika Geng
Numerical Simulations of Magnetic Fields in Interacting Galaxies

211 Seiten, Dissertation Universität Konstanz (2012), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Im Zentrum dieser Doktorarbeit stand die Frage, welchen Beitrag Galaxienwechselwirkungen und Verschmelzungen zu der kosmischen Magnetfeldverstärkung liefern können. Numerische Simulationen der Magnetfeldverstärkung in realistischen 3-dimensionalen Systemen wechselwirkender Galaxien können dazu wichtige Ergebnisse liefern.

Um dem komplexen Bild der galaktischen Magnetfeldverstärkung einige neue Elemente hinzuzufügen, wurden im Rahmen dieser Arbeit Computersimulationen der Magnetfeldentwicklung in galaktischen Systemen, bestehend aus 2 - 10 Galaxien, durchgeführt. Alle in dieser Arbeit vorgestellten Simulationen wurden mit den Vielteilchen/smoothed particle hydrodynamics Code GADGET durchgeführt.

Während des Strukturentstehungsprozesses traten Wechselwirkungen zwischen Galaxien unterschiedlicher Massen (minor mergers) vermutlich weitaus häufiger auf als zwischen Galaxien gleicher Masse. In der ersten Studie dieser Arbeit wurde deshalb der Einfluss der Massenverhältnisse wechselwirkender Galaxien auf die Magnetfeldverstärkung und den Sättigungswert untersucht.

Obgleich eine sehr große Anzahl an Beobachtungsstudien des bekannten Stephan's Quintetts existiert, sind numerische Studien bis jetzt nur in einem sehr begrenzten Rahmen vorhanden. Dies kann der enormen Komplexität des Systems zugeschrieben werden, welches die Erstellung von Anfangsbedingungen für Simulationen sehr schwierig macht. Untersuchungen zu den Gaseigenschaften dieses Systems bilden die zweite Studie dieser Arbeit.

Eine weitere Studie widmet sich der Untersuchung einer Zentralgalaxie, die mit neun kleineren Satellitengalaxien wechselwirkt. Satellitengalaxien sind vielversprechende Kandidaten für Turbulenz in heutigen Spiralgalaxien. Sie können eine nicht vernachlässigbare Erhöhung der Turbulenz im System bewirken, wenn sie die Scheibe der Zentralgalaxie passieren und können so als kontinuierliche Treiber der galaktischen Magnetfeldverstärkung verstanden werden.

Verschmelzungen von kleinen Galaxien, d.h. Zwerggalaxien, werden als ein wichtiges und häufiges Element der Strukturbildung im Universum betrachtet. Darüber hinaus sind Zwerge bis heute der häufigste Galaxientyp, so dass noch immer Verschmelzungen von Zwerggalaxien beobachtet werden können. Die letzte kurze Studie beschäftigt sich mit der Magnetfeldverstärkung während Zwerggalaxien-Verschmelzungen.