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Gas Evolution in Disk Galaxies : Disk Stability, Gas Accretion & The Impacts of Spiral Density Waves

Wang, Hsiang-Hsu

German Title: Über die zeitliche Entwicklung von Gas in Scheibengalaxien : Scheibenstabilität, Gasakkretion und der Einfluss spiralförmiger Dichtewellen

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Abstract

Diese Arbeit untersucht viele Aspekte der zeitlichen Entwicklung von Gas in Scheibengalaxien. Eine einfache und effektive Methode zur Initialisierung einer dreidimensionalen Gasscheibe in detailliertem Gleichgewicht wurde entwickelt. Mithilfe dieser Methode untersuchen wir theoretische Vorhersagen über Stabilität und 'Swing' Verstärkung dreidimensionaler Scheiben durch numerische Simulationen. Für die Galaxie M83 wurde der fehlende Zusammenhang zwischen Akkretion intergalaktischen Gases und der Sternentstehungsrate gefunden. Wir verbesserten die Analysemethode zum Auffinden von Gaseinfall. Zum ersten Mal wurde eine ausreichende Gasakkretion zum speisen einer Sterne formenden Scheibe kinematisch bestätigt. Der Einfluss von spiralförmigen Dichtewellen auf die Gasbewegung wurde numerisch untersucht. Schock-getriebene Turbulenz wurde quantifiziert und stimmt mit Beobachtungen exzellent überein. Des Weiteren hat die Entwicklung des Schocks selbst weitreichende Einflüsse auf die Umverteilung von Gasoberflächendichte, Drehimpuls und die Entwicklung von Substrukturen.

Translation of abstract (English)

This thesis studies many aspects of gas evolution in disk galaxies. A simple, effective method is developed for initializing a three-dimensional gaseous disk which is in detailed equilibrium. With this method, theoretical predictions for disk stability and swing amplification are numerically studied for three-dimensional disks. The missing link between intergalactic gas accretion and the star formation activity is found for the galaxy M83. We improve the analysis method to search for the signature of gas infall. For the first time, gas accretion with sufficient fresh gas to fuel star forming disk is kinematically confirmed. The impacts of spiral density waves on gas motions are studied numerically. Shock driven turbulence is quantified and is found to match excellently with observations. Furthermore, the evolution of shock itself has profound impacts on redistributing gaseous surface density, angular momentum and on the development of substructures.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Klessen, Prof.Dr. Ralf
Date of thesis defense: 19. January 2011
Date Deposited: 21. Jan 2011 11:37
Date: 2010
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > Institute of Theoretical Astrophysics
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Galaxie, Gasdynamik, Stabilität, Akkretion, Turbulenz, Instabilität, Druckwelle
Uncontrolled Keywords: disk galaxies , gas dynamics , gas accretion , turbulence , spiral shock , numerical simulation , initial condition , vortensity
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