Can tidal interactions produce MGC1?
(2018) In Lund Observatory Examensarbeten ASTM31 20181Lund Observatory - Undergoing reorganization
Department of Astronomy and Theoretical Physics - Undergoing reorganization
- Abstract
- The globular cluster population of large spiral galaxies can be divided into two populations: one population which formed in-situ and one which has been assembled through capture of clusters that have been tidally stripped away from other galaxies during close encounters or mergers. In this work, I focus on the globular cluster MGC1, which is orbiting the M31 galaxy. MGC1 is an extremely isolated cluster, located 200 kpc from the M31 centre. Thus, I propose the idea that this cluster was one of those captured from another galaxy. I investigate encounters between dwarf galaxies with masses ranging from 10^7 solar masses to 10^10 solar masses and the M31 galaxy, using numerical simulations, in which I focus on globular clusters that are... (More)
- The globular cluster population of large spiral galaxies can be divided into two populations: one population which formed in-situ and one which has been assembled through capture of clusters that have been tidally stripped away from other galaxies during close encounters or mergers. In this work, I focus on the globular cluster MGC1, which is orbiting the M31 galaxy. MGC1 is an extremely isolated cluster, located 200 kpc from the M31 centre. Thus, I propose the idea that this cluster was one of those captured from another galaxy. I investigate encounters between dwarf galaxies with masses ranging from 10^7 solar masses to 10^10 solar masses and the M31 galaxy, using numerical simulations, in which I focus on globular clusters that are tidally stripped away from the dwarf and left on wide orbits in the M31 galaxy. Motivated by the absence of observed tidal features around MGC1, I constrain my encounters such that, afterwards, the dwarf should remain intact and no visible damage should be caused to M31. I find this to be a viable scenario for the origin of MGC1 if M31 has had approximately 20 encounters with dwarf galaxies that do not merge with M31, but rather leave the system post-encounter. Although my results provide a means to produce MGC1, the encounters I simulate do not reproduce the entire observed population of clusters in M31, especially lacking in clusters located closer in. I therefore suggest that these 20 encounters are only a subset of all the encounters that M31 has had in the past. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Är det möjligt att galaxer kan utbyta enorma samlingar stjärnor utan att vi märker det? I detta arbete så undersöker jag huruvida dvärg galaxer kan lämna över globulära stjärnhopar till större spiralgalaxer då de kommer mycket nära, genom så kallade tidvatten-krafter. Dessa globulära stjärnhopar består utav hundra tusentals stjärnor vilka är bundna till varandra genom gravitation. Var de kommer ifrån, samt vilken effekt de har på sin omgivning, är än idag inte helt förstått. Vi vet att dessa astro-fysiska objekt är mycket gamla och att de förmodligen skapades i gas-moln med mycket hög densitet i ett tidigt stadie av Universum. Trotts att dessa stjärnhopar är relativt stora objekt så hittas de inte enbart i större galaxer utan även i små,... (More)
- Är det möjligt att galaxer kan utbyta enorma samlingar stjärnor utan att vi märker det? I detta arbete så undersöker jag huruvida dvärg galaxer kan lämna över globulära stjärnhopar till större spiralgalaxer då de kommer mycket nära, genom så kallade tidvatten-krafter. Dessa globulära stjärnhopar består utav hundra tusentals stjärnor vilka är bundna till varandra genom gravitation. Var de kommer ifrån, samt vilken effekt de har på sin omgivning, är än idag inte helt förstått. Vi vet att dessa astro-fysiska objekt är mycket gamla och att de förmodligen skapades i gas-moln med mycket hög densitet i ett tidigt stadie av Universum. Trotts att dessa stjärnhopar är relativt stora objekt så hittas de inte enbart i större galaxer utan även i små, så kallade dvärg-galaxer.
Dvärg galaxer är betydligt mindre massiva jämfört med galaxer så som till exempel vår egen Vintergatan. Däremot, så finns det många utav dem. I vårt galaktiska närområde, den Lokala Gruppen, så finns omkring femtio dvärg-galaxer som samverkar med tre något större galaxer Vintergatan, Andomeda och Triangulum galaxen. Observationer visar på att dessa dvärg-galaxer ofta kommer mycket nära de större galaxerna, och i många fall håller de till och med på att bli uppslukade utav dem. Moderna simuleringar visar dessutom att dessa sammanslagningar är en viktig del i uppbyggnaden utav större galaxer. Det finns alltså tydliga bevis på att interaktioner mellan dvärg-galaxer och större spiralgalaxer sker med jämna mellanrum.
Under dessa möten så påverkas dvärg-galaxens form genom så kallade tidvatten-krafter. Tidvatten-krafter uppstår på grund utav att gravitation påverkar olika mycket beroende på avstånden mellan de berörda objekten. På samma sätt som vår egen måne flyttar vattenmassor på jorden till den sida av jorden som ligger lite närmare månen, så kan en stor galax sträcka ut formen på de mindre galaxerna om de kommer tillräckligt nära varandra. Är dessa krafter tillräckligt stora så kan delar utav dvärg-galaxen dras från den och hamna i egna banor kring den större galaxen. Vanligvis dras delar utav dvärg-galaxen bort och då bildas stora band utav stjärnor som sträcker sig kring den bana dvärg-galaxen rör sig i. Om stjärnorna är starkt bundna till varandra genom gravitation, så som i globulära stjärnhopar, så kan de överleva interaktionen och bli en del utav spiralgalaxen.
De stjärnhopar som doneras från dvärg-galaxen kommer dock skilja sig från den population utav stjärnhopar som formats i spiralgalaxen. Till skillnad från den inhemska populationen så förväntas de till exempel ha mycket vidare banor. Om detta är en gemensam egenskap för alla donerade stjärnhopar så möjliggör detta en metod för att skilja dem från de formats i galaxen. Denna idéen undersöker jag i detta arbete.
Ett objekt som är extra intressant för denna frågeställning är den globulära stjärnhopen MGC1, som tillhör spiralgalaxen Andromeda. Andromeda är den närmsta stora galaxen till Vintergatan och ligger omkring 2.5 miljoner ljusår bort. Den speciella med MGC1 är att den ligger ca 0.65 miljoner ljusår från Andromedas centrum. För att sätta detta i perspektiv så är detta betydligt längre ut än de flesta andra stjärnor i Andromeda, som ligger i en disk kring galaxens centrum med en diameter på ungefär 130 tusen ljusår. Dessa stora avstånd mellan MGC1 och Andromedas centrum gör det mycket troligt att MGC1 kommer ifrån en annan galax som vid något tillfälle donerade MGC1 till Andromeda genom de tidigare nämnda tidvatten-krafterna.
Detta är dock inte uppenbart för MGC1. Mycket noggranna observationer utav MGC1 visar inga som helst tecken på interaktion mellan två galaxer. Tecken som vi associerar till dessa interaktioner, så som ett band av stjärnor, är till synes helt frånvarande. Eftersom detta är ganska besynnerligt så undersöker jag i detta arbete interaktioner mellan dvärg-galaxer och Andromeda som inte lämnar sådana spår och huruvida dessa interaktioner lämnar efter sig stjärnhopar. Jag fokuserar framförallt på stjärnhopar som får omloppsbanor kring Andromeda vilka påminner om den omloppsbana som MGC1 har. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8948608
- author
- Andersson, Eric LU
- supervisor
- organization
- course
- ASTM31 20181
- year
- 2018
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- globular cluster, MGC1, Andromeda, M31, galaxy, dwarf galaxy, tidal interactions
- publication/series
- Lund Observatory Examensarbeten
- report number
- 2018-EXA131
- language
- English
- id
- 8948608
- date added to LUP
- 2018-06-18 11:03:10
- date last changed
- 2018-06-18 11:03:10
@misc{8948608,
abstract = {{The globular cluster population of large spiral galaxies can be divided into two populations: one population which formed in-situ and one which has been assembled through capture of clusters that have been tidally stripped away from other galaxies during close encounters or mergers. In this work, I focus on the globular cluster MGC1, which is orbiting the M31 galaxy. MGC1 is an extremely isolated cluster, located 200 kpc from the M31 centre. Thus, I propose the idea that this cluster was one of those captured from another galaxy. I investigate encounters between dwarf galaxies with masses ranging from 10^7 solar masses to 10^10 solar masses and the M31 galaxy, using numerical simulations, in which I focus on globular clusters that are tidally stripped away from the dwarf and left on wide orbits in the M31 galaxy. Motivated by the absence of observed tidal features around MGC1, I constrain my encounters such that, afterwards, the dwarf should remain intact and no visible damage should be caused to M31. I find this to be a viable scenario for the origin of MGC1 if M31 has had approximately 20 encounters with dwarf galaxies that do not merge with M31, but rather leave the system post-encounter. Although my results provide a means to produce MGC1, the encounters I simulate do not reproduce the entire observed population of clusters in M31, especially lacking in clusters located closer in. I therefore suggest that these 20 encounters are only a subset of all the encounters that M31 has had in the past.}},
author = {{Andersson, Eric}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
series = {{Lund Observatory Examensarbeten}},
title = {{Can tidal interactions produce MGC1?}},
year = {{2018}},
}