Interactions with gas-rich barred galaxies

Abstract

In dieser Arbeit untersuchen wir den Einfluß von Wechselwirkungen auf die Entwicklung von gas-reichen Balkengalaxien mit Hilfe von N-Körper/Smoothed-particle-hydrodynamics Simulationen.Im ersten Teil untersuchen wir die dynamischen Effekte bei Wechselwirkungen zwischen einer Balkengalaxie mit einer kleinen sphärischen Begleitgalaxie. In diesen Modellen stößt der kleine Begleiter fast senkrecht durch die Scheibenebene der größeren Galaxie. Einschlagort und -zeit wurden bezüglich der Phase des Balkens und der dynamischen Entwicklung der Scheibe variiert. Es zeigt sich, dass die Wechselwirkungen zur Entstehung von expandierenden Ringstrukturen, dezentrierten Balken, Speichen und anderen Asymmetrien in der Verteilung von Sternen und Gas führen. Wir beschreiben, wie die Entwicklungen von Balkenstärke, Rotationsgeschwindigkeit und Gaseinfallraten durch die Wechselwirkung beeinflußt werden. Die Ergebnisse werden mit rein stellaren Simulationen verglichen, um die Rolle der dissipativen Komponente auf die Entwicklung der Scheibe und des Balkens während der Wechselwirkung festzustellen.Im zweiten Teil untersuchen wir die Regeneration stellarer Balken durch Gezeitenwechselwirkungen anhand rein stellarer Modelle von Scheibengalaxien, sowie von Modellen, die aus einer stellaren und einer Gaskomponente bestehen. Wir finden, dass Wechselwirkungen, die stark genug sind, um den Balken in den rein stellaren Modellen zu regenerieren, infolge des induzierten Gaseinfalls in den dissipativen Modellen nicht zur Regeneration des Balkens führen. Für die Modelle, in denen der Balken regeneriert werden konnte, finden wir eine enge Korrelation zwischen der Stärke und der Rotationsgeschwindigkeit des induzierten Balkens. Dieser Zusammenhang kann durch eine signifikante Umverteilung des Drehimpulses in der Scheibe durch die Wechselwirkung erklärt werden, ähnlich den Prozessen und Korrelationen, die auch für isolierte Balkengalaxien gefunden wurden. Des weiteren zeigen wir, dass die regenerierten Balken ähnliche dynamische Eigenschaften besitzen wie die in isolierten Galaxien.Im letzten Teil präsentieren wir eine systematische Studie über den Einfluß numerischer Effekte auf die Entwicklung der Rotationsgeschwindigkeit stellarer Balken in vollständig selbstkonsistenten Simulationen. Wir zeigen, dass die Entwicklung der Rotationsgeschwindigkeit sehr empfindlich ist gegenüber dem intrinsischen numerischen Rauschen der Modelle, sowie der numerischen Genauigkeit in der Berechnung der Gravitationskräfte. Durch die Überlagerung beider Effekte ergibt sich für die Rotationsgeschwindigkeit eine Ungenauigkeit von bis zu 13 Prozent. Wir folgern, dass eine höhere Teilchenzahlen und eine höhere Genaugikeit in der Kraftberechnung für eine hinreichend zuverlässige Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit notwendig sind.