Por que os clusters globulares não têm formato de disco

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Eu pensei que os sistemas solares e galáxias são em forma de disco, porque essa é a forma mais estável sob a gravitação. Os aglomerados globulares são muito antigos, muitas vezes mais antigos que as galáxias hospedeiras, então por que eles não se achataram?

G griffo
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Porque se tivessem formato de disco, não seriam aglomerados globulares.
Mark
Os aglomerados globulares têm grandes buracos negros no centro?
Griffo #: 18719

Respostas:

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Para resultar em um sistema estelar semelhante a um disco, há duas condições que precisam ser satisfeitas. (a) O gás inicial do qual as estrelas se formam deve ter uma proporção significativa de energia rotacional para energia gravitacional. (b) A formação estelar teria que ocorrer lentamente o suficiente, para que o gás colapsasse em um disco antes que a formação estelar fosse concluída.

A formação de um disco a partir de um estado esférico simétrico requer uma redução do potencial gravitacional (mais negativo), enquanto conserva o momento angular. Isso só pode acontecer se houver algum meio de perder energia do sistema na forma de interações dissipativas.

Um sistema estelar puro é quase sem colisão e não há como dissipar energia. Isso significa que, uma vez formado o sistema esférico de estrelas, não há como se tornar mais parecido com um disco. Assim, se a formação estelar ocorrer de forma esférica, essas estrelas terminarão em um sistema esférico. Somente nos casos em que o gás entra em colapso em um disco antes da formação de estrelas, acabamos com sistemas semelhantes a discos. Isso vale para o disco da nossa galáxia (e do sistema solar).

No caso de aglomerados globulares (e outros tipos de aglomerados estelares na galáxia), parece que a formação estelar é rápida o suficiente para que o gás não possa entrar em colapso em um disco antes que a maior parte da formação estelar seja concluída. NB Muitos aglomerados globulares fazer tem rotação mensurável.

Rob Jeffries
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Mas o atrito físico não é o único efeito responsável, certo? Existem também as forças da gravidade, que por exemplo fazem com que os corpos mais pesados ​​"caiam" mais perto do meio de uma galáxia. Eu assumiria que as assistências da gravidade teriam efeito semelhante e achatariam o aglomerado. Por que isso não acontece?
Tomáš Zato - Restabelecer Monica
@ TomášZato Pela mesma razão que os planetas não caem no Sol - qualquer perda de energia potencial resulta em ganho de energia cinética. Corpos mais pesados ​​geralmente não se aproximam do meio de uma galáxia. Se você está falando sobre atrito dinâmico e segregação em massa, isso não afetaria a esfericidade de um aglomerado.
Rob Jeffries
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Enquanto algumas galáxias são em forma de disco, outras (galáxias elípticas) são mais esféricas. Sistemas em forma de disco são aqueles em que a conservação do momento angular do gás formador de estrela desempenhou um papel central; para sistemas mais esféricos, esse não era o caso. Pensa-se que os aglomerados globulares se formam nas porções mais densas de gás nas galáxias com a maior pressão externa, possivelmente resultante de colisões de nuvens de gás. Nesse caso, o momento angular inicial da distribuição de gás em maior escala é irrelevante, e a dinâmica do gás em escalas muito menores é mais importante.

Em outras palavras: não é o caso de os discos terem a forma mais estável sob gravitação; sistemas esferoidais ou elípticos também são equilíbrios estáveis. A física do colapso e da formação determina a forma final. Para os aglomerados globulares, o momento angular inicial do gás é provavelmente irrelevante, porque eles se condensam em bolsas de gás muito menores.

Nbody sim
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