Vortrag über. Die Entstehungszenarienvon (galaktischen) Kugelsternhaufen

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1 Vortrag über Die Entstehungszenarienvon (galaktischen) Kugelsternhaufen (UE, Aufbau und Entwicklung der Milchstraße 2) von Andreas Herdin SoSe 2013

2 Einleitung Kenntnisstand der Beobachtungen Côté 2002: The formation of Globular Cluster Systems 1. Pre-galactic 2. Proto-galactic 3. Post-galactic (Brodie& Strader 2006: Extragalactic Globular Clusters and Galaxy Formation )

3 Kenntnisstand der Beobachtungen Gravitativ gebundene Systeme aus (alten) Sternen, virialisiert; Daten aus Galactic Globular Clusters Database 157 galaktische Kugelsternhaufen bekannt; 2 Populationen: Sphärische & flache Verteilung; Doppelte oder mehrfache Populationen auf Hauptreihe, AGB, ; Metallarm & metallreich

4 Kenntnisstand der Beobachtungen

5 Entstehungsszenarien Pre-galactic UniverselleBildung von Kugelsternhaufen vor Bildung von Galaxien unabhängig von Umgebung; Dicke & Peebles1968: Kosmologische Simulation Jeanslänge der first generation of bound systems (Gaswolken nach Rekombination): λ> λ J = (πkt/gρm) 1/2 = 5 pc Jeansmasse: M J ~ M o Gaswolken = proto globular clusters? 1. M Gaswolke ~ <M GC > 2. R Gaswolke <R GC > 3. Langsame Rotation 4. Kugelförmige Gestalt

6 Entstehungsszenarien Pre-galactic Kühlung durch Bildung von H 2 möglich ausreichend H 2 : Gaswolke kann kühlen Kontraktion dichter Kern Sternentstehung im Zentrum Aufheizung/Sternwinde als lokale Heizquellen unterbinden Kollaps der restlichen Wolke temporäre Expansion bis Heizquellen erlöschen (SN) Kontraktion Peebles 1984: Kosmologische Simulation; Gaswolken haben DM Halo: M Halo ~ M o Wolke kann eher SN überleben (Bindungsenergie erhöht!)

7 Entstehungsszenarien Pre-galactic Peebles 1984: Mögliche Relationen: Metallizität-M Halo? (Metallizität- Entfernung?) Cen2001: bei z ~ 6-20, während Reonisation: Ionisationsfront & Stoßfront laufen von außen nach innen durch Halo (wirkt nicht auf DM) Kollaps durch Eigengravitation, Fragmentierung; M~ M o R ~ 2 40 pc

8 Entstehungsszenarien Pre-galactic Probleme mit Pre-galactic Szenarien: DM Halos bei GC? Mahchenko& Sills2005: Tidalstrippingcanremovealmostall DM from primordial GCs[ ] Drehimpuls (GC rotieren langsam); Erklären nicht die metallreicheren GC; Hoher Anteil an isolierten intergalaktischen GC erwartet; Entstehungsprozesse extragalaktisch beobachtbar? Einfang von GC in Galaxien?

9 Entstehungsszenarien Proto-galactic Harris & Pudritz 1994: GC entstehen in hypothetischen SGMCs Idee: Zentren von GMCsweisen selbe Massenverteilungsfunktion auf wie GC, aber GMC zu massearm! GMCs SGMCs Modellannahmen: Virialtheorem Self-gravitating Isotherm Sphärisch

10 Entstehungsszenarien Proto-galactic Weiteres zum Modell: GMC stabil gegen vorzeitigen Kollaps? Magnetischer Druck & Turbolenz, keine Heizquellen Anwachsen der GMCs τ~ 0.6 Gyr; Bildung der GC bei z ~ 5 8 Auflösen der GC durch Galaxie nicht berücksichtigt; N-body Simulation, Weil & Pudritz 2001: SGMCs können gebildet werden; Côtéet al. 1998, 2000, 2002: Monte Carlo Simulation, selben Resultate

11 Entstehungsszenarien Post-galactic Merger Events Ashman& Zepf 1992, Bekki et al. 2002: N-body Simulation, disk-disk (major) Merger Idee: Metallarme GC Population bei Scheibengalaxien Merging Metallreiche und metallarme Populationen nach Merging; Entstehung bei z ~ 2 Probleme bei major Merger Events: Major disk-diskmerger: Entstehen hauptsächlich Es, auch S0, keine massiven Spiralen/Scheiben (minor Merger?); Beobachtungen: Mehr metallarme als metallreiche GC bei massereichen Galaxien (E) wiederspricht Vorhersage des Modells (Forbes et al. 1997); Auch de zeigen GC mit Bimodalitäten, aber keine große Merger Vergangenheit;

12 Entstehungsszenarien Post-galactic Galaktische Winde Taniguchi, Trentham, Ikeuchi 1999: Idee: Nach Bildung der Galaxis treiben galaktische Winde Sternentstehung in GMCsan;

13 Entstehungsszenarien Post-galactic Einfaches Modell: SGMCswerden von galaktischen Winden getroffen & angereichert; Kein großer Altersunterschied zur Galaxie; Metallarme GC entstehen (metallreicher als Halo Population); Relation N GC ~ L 1/2 Galaxy?