N-body simulations of interacting galaxies

Diese Doktorarbeit präsentiert eine Untersuchung über die Effekte auf die Evolution von Galaxien durch die gravitative und hydrodynamische Wechselwirkung mit deren Umgebung. Satellitengalaxien, die in einem Orbit um das Halo der Hauptgalaxie sind und sich in einer dichten Umgebung befinden, erfahren gravitative Gezeitenkräfte durch die Hauptgalaxie, wechselwirken mit Substruktur und spüren hydrodynamischen Staudruck durch das umgebende gasförmige Medium, welches zum Abziehen des internen interstellaren Medium führt. All diese Prozesse induzieren morphologische und kinematische Veränderungen in der Satellitengalaxie, welche die Sternentstehung beeinflusst und zum Verlust von Materie führt. Das Resultat ist die Bildung von Stern- und Gasströmen, die in nahen Zwerggalaxien beobachtet werden. In Kapitel 2 verfolgen wir die Entwicklung von Scheibengalaxien, welche ihren Orbit in einer Galaxiencluster-Umgebung haben, mit hochauflösenden N-Body Simulationen. In Kapitel 3 wir analysieren die gleichzeitigen Effekte von gravitativen und hydrodynamischen Kräften, die auf die Grosse Magellansche Wolke während ihrer Bewegung durch das galaktische Halo wirken, mit selbstkonsistenten Galaxienmodellen und N-Body/SPH Simulationen. In Kapitel 4 untersuchen wir die kombinierten Effekte von Gezeiten- und Staudruckkräften auf eine grosse Anzahl von Scheibengalaxien mit tiefer Oberflächenhelligkeit, die in einem Haupthalo wie dem der Milchstrasse im Orbit sind. In Kapitel 5 untersuchen wir wie die interne Struktur auf die Gezeitenwechselwirkung reagiert und untersuchen dabei die von Stoehr et al. 2002 vorgeschlagene Lösung. Wir führten Simulationen mit niedrig aufgelöste Satelliten aus kosmologischen N-Body Simulationen von Mutterhalos mit N=1e^7 Teilchen sowie mit hoch aufgelösten individuellen Subhalos, welche ihren Orbit in einem statischen Potential haben, durch. This thesis presents a study of the effects induced on galaxy evolution by gravitational and hydrodynamical interactions with the surrounding environment. Satellite galaxies orbiting in a dense environment experience gravitational tidal forces from the main halo, close encounters with other substructures and hydrodynamical ram pressure from the surrounding gaseous medium, which leads to the stripping of the internal inter-stellar medium (ISM). All of these processes induce morphological and kinematic transformations in the satellite, affecting its star formation history and removing mass thus producing the stellar and gaseous streams associated with some nearby dwarf galaxies. In Chapter 2 we follow the evolution of disk galaxies orbiting in a cluster environment using high resolution N-body simulations. In Chapter 3 we analyse the simultaneous effects of gravitational and hydrodynamical forces acting on the LMC as it moves within the Galactic halo, using fully self consistent galaxy models and N-body/SPH simulations. In Chapter 4 we investigate the combined effect of tides and ram- pressure forces on a large variety of low surface brightness disk satellites orbiting in a Milky Way primary halo. In Chapter 5 we investigate how a satellite's internal structure responds to tidal interactions, revisiting the solution proposed by Stoehr et al. 2002. We combined ``low-resolution'' satellites from cosmological N-body simulations of parent halos with N=1e7 particles with high-resolution individual subhalos orbiting within a static host potential