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Simulations of the Formation of Tidal Dwarf Galaxies

Wetzstein, Markus

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Postscript, English
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Abstract

Wir praesentieren die Ergebisse von numerischen Simulationen der Gezeitenarme in wechselwirkenden Galaxien. Die Entstehung von Zwerggalaxien in diesen Gezeitenarmen wurde mit sehr hoher Aufloesung untersucht. Wir stellen fest, dass in reinen N-body Simulationen keine kollabierten Objekte in den Gezeitenarmen entstehen, waehrend Gas effizient den gravitativen Kollaps in Gezeitenarmen triggert, sofern die Gasscheibe der Vorgaenger Galaxie hinreichend grosse Ausdehnung besitzt. Mittels einer Analysemethode, die der von Beobachtern verwendeten nachempfunden ist, bestimmen wir die kinematischen Eigenschaften des massereichsten kollabierten Objekts in unserer Gas-Simulation. Ausserdem praesentieren wir numerische Projekte, die fuer solch hochaufloesende Simulationen noetig sind. VINE, ein neuer N-body SPH Code fuer astrophysikalische Teilchensimulationen wurde in diesem Zusammenhang entwickelt. Der Code verwendet eine binaere Baumstruktur zur Berechnung von Gravitationskraeften. Er kann in Verbindung mit der Spezialhardware GRAPE verwendet werden und ist fuer Shared Memory Supercomputer parallelisiert worden. Sowohl ein Leapfrog als auch ein Runge-Kutta-Fehlberg Integrator wurden implementiert, die beide ein Schema fuer individuelle Zeitschritte der Teilchen verwenden koennen. Weitere implementierte Merkmale sind z.B. periodische Randbedingungen und kosmologische Expansion. Wir praesentieren detaillierte parallele Zeitmessungen des Codes.

Translation of abstract (English)

We present results of numerical simulations of the tidal arms in interacting systems of galaxies. The formation of new dwarf galaxies inside the tidal arms has been studied with very high resolution. We find that in pure N-body simulations, no collapsed objects are formed and that gas efficiently triggers the onset of collapse in tidal tails if the gas distribution in the progenitor disk is extended enough. Using an analysis which closely matches the procedure observers use, we determine detailed kinematical properties for the most massive object formed in the tidal tails of our simulation with gas. Numerical tools for such high resolution simulations are also presented. We have developed VINE, a new N-body SPH code for astrophysical particle simulations. The code uses a binary tree structure for the computation of gravitational interactions. It can make efficient use of the special purpose hardware GRAPE and is parallelized for shared memory supercomputers. A leapfrog and a Runge-Kutta-Fehlberg integrator have been implemented together with an individual particle time step scheme. Other implemented features include periodic boundary conditions and cosmological expansion. We present detailed parallel timings of the code.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Burkert, Prof. Andreas
Date of thesis defense: 16. February 2005
Date Deposited: 21. Feb 2005 14:41
Date: 2005
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Doppelgalaxie, Computersimulation, Numerische Strömungssimulation, Zwerggalaxie
Uncontrolled Keywords: N-body , tree code , FPGA , tidal dwarf galaxy
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