German Title: Die kinematischen Parameter von Minor Merger und ihre beobachtbaren Spuren

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Abstract

Parameters of Minor Mergers and their Observational Traces This work was motivated by observations that galaxies like our Milky Way are undergoing merger with galactic satellites and leaving behind observational traces. The thick disk of our Milky Way may be due to a collision with a satellite of substantial mass of the galaxy, i.e. 1:20 to 1:5, what we call a ``minor merger''. First, we derived in cosmological simulations the kinematical properties of dark matter halos that are minor merging and their abundance in space and time. We found that minor merger were most likely at a time 7Gyrs ago and happened typically once for a Milky Way sized halo. Their pericenter distances and their eccentricities varied with time, we found smaller pericenter distances and more parabolic orbits in the past. The merging rate differed significantly from the simulated and observed merging rate of major merger while the merging parameter roughly matched expectations from major merger. There was no dependency of the angles between orbit and spin axes of the objects found and no dependency of the mass ratios on redshift. We put these informations into more detailed simulations of a stellar galactic disk that merges with a satellite to see whether an observer in the disk is able to observe traces from this minor merger. We found that the satellite particles are hard to distinguish from halo objects, while the LOSVD shows only few traces of satellite remnants. Effects like heating of the galactic disk were clearly visible.

Translation of abstract (German)

Die kinematischen Eigenschaften von Minor Merger und ihre beobachtbaren Spuren In dieser Arbeit wurden sog. Minor Merger untersucht, Verschmelzungen zweier galaktischer Objekte im Massebereich von 1:20 bis 1:5, motiviert von der Idee und verschiedenen Beobachtungen, dass unsere Milchstrasse in ihrer Vergangenheit einen Minor Merger erfuhr. Im Rahmen einer Reihe von numerischen Simulationen, die die kosmologische Strukturbildung von dunkler Materie nachbildeten, wurden verschiedene Eigenschaften von Minor Mergern untersucht. Es erwies sich, dass der Pericenterabstand in Einheiten des Virialradius des grösseren Halos mit der Zeit variiert: Er ist kleiner zu höheren Rotverschiebungen. Ebenso finden sich zu höheren Rotverschiebungen mehr parabolische Orbits. Der Vergleich mit den Simulationen und Beobachtungen von Major Mergern ergab, dass der Verschmelzungsparameter in etwa übereinstimmt mit den Erwartungen von Major Mergern, während die Verschmelzungsrate abweicht. Der Spinparameter des grösseren Halos ist nach dem Merger grösser. Eine Winkelabhängigkeit zwischen den Spinachsen konnte nicht gefunden werden. Es fand sich, dass eine Galaxie wie die Milchstrasse durchschnittlich einen Minor Merger durchmacht pro Hubblezeit, wobei der wahrscheinlichste Zeitpunkt dafür etwa 7Gyr zurückliegt. Die auf diese Weise gewonnenen Informationen über die Kinematik von Minor Merger wurden für weitere Simulationen von Kollisionen einer galaktischen Scheibe mit einem Satelliten benutzt. Es ergab sich, dass es schwierig ist, Reste des Satelliten vor dem Hintergrund des Halos auszumachen. Die Satellitenpartikel befinden sich auf Orbits, die sich kaum von denen der Halopartikel unterscheiden. Die Geschwindigkeitsverteilung der Partikel in Blickrichtung zeigt nur schwache Spuren des Satelliten selbst, während andere Effekte wie die Aufheizung der stellaren Scheibe zu einer dicken Scheibe recht gut sichtbar sind.