Perché i cluster globulari non sono a forma di disco

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Ho pensato che i sistemi solari e le galassie siano a forma di disco perché questa è la forma più stabile sotto gravità. I cluster globulari sono molto vecchi, spesso più vecchi delle loro galassie ospiti, quindi perché non si sono appiattiti?

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— G griffo
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Perché se fossero a forma di disco, non sarebbero ammassi globulari.

— Segna il

I cluster globulari hanno grandi buchi neri al centro?

— G griffo,

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Per ottenere un sistema stellare simile a un disco, ci sono due condizioni che devono essere soddisfatte. (a) Il gas iniziale da cui si formano le stelle deve avere un rapporto significativo tra energia rotazionale ed energia gravitazionale. (b) La formazione stellare dovrebbe avvenire abbastanza lentamente da far collassare il gas su un disco prima che la formazione stellare sia completa.

La formazione di un disco da uno stato sfericamente simmetrico richiede una riduzione dell'energia potenziale gravitazionale (più negativa), preservando il momento angolare. Questo può accadere solo se esiste un modo per perdere energia dal sistema sotto forma di interazioni dissipative.

Un sistema stellare puro è quasi privo di collisioni e non c'è modo di dissipare energia. Ciò significa che una volta che si è formato un sistema sferico di stelle, non c'è modo che diventi più simile a un disco. Quindi se la formazione stellare avviene in modo sferico, allora quelle stelle finiranno in un sistema sferico. Solo nei casi in cui il gas collassa su un disco prima che si verifichi la formazione di stelle, si finisce con sistemi a disco. Questo è vero per il disco della nostra Galassia (e del sistema solare).

Nel caso di ammassi globulari (e di altri tipi di ammasso stellare nella Galassia) sembra che la formazione stellare sia abbastanza rapida che il gas non può essere collassato su un disco prima che la maggior parte della formazione stellare sia completa. NB. Molti ammassi globulari fare avere la rotazione misurabile.

— Rob Jeffries
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Ma l'attrito fisico non è l'unico effetto responsabile, giusto? Ci sono anche le spinte gravitazionali, che per esempio fanno sì che i corpi più pesanti "cadano" più vicini al centro di una galassia. Suppongo che gli assist di gravità avrebbero un effetto simile e appiattirebbero il cluster. Perché non succede?

— Tomáš Zato - Ripristina Monica il

@ TomášZato Per lo stesso motivo per cui i pianeti non cadono nel Sole - qualsiasi perdita di energia potenziale provoca un guadagno di energia cinetica. I corpi più pesanti non si avvicinano generalmente al centro di una galassia. Se stai parlando di attrito dinamico e segregazione di massa, ciò non avrebbe alcun effetto sulla sfericità di un cluster.

— Rob Jeffries,

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Mentre alcune galassie sono a forma di disco, altre (galassie ellittiche) sono più sferiche. I sistemi a forma di disco sono quelli in cui la conservazione del momento angolare del gas formatore di stelle ha svolto un ruolo centrale; per sistemi più sferici, non era così. Si ritiene che gli ammassi globulari si formino nelle porzioni più dense di gas nelle galassie con la più alta pressione esterna, probabilmente derivante da collisioni di nuvole di gas. In questo caso, il momento angolare iniziale della distribuzione del gas su larga scala è irrilevante e la dinamica del gas su scale molto più piccole è più importante.

Per dirla in altro modo: non è il caso che i dischi siano la forma più stabile sotto gravità; anche i sistemi sferoidali o ellittici sono equilibri stabili. La fisica del collasso e della formazione determina la forma finale. Per i cluster globulari, il momento angolare iniziale del gas è probabilmente irrilevante perché si condensano da sacche di gas molto più piccole.

— Nbody sim
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