¿Existe una diferencia fundamental entre una pequeña galaxia y un gran cúmulo estelar?

Por ejemplo, si un gran cúmulo globular fuera expulsado de alguna manera de su galaxia, y fuera observado por astrónomos, ¿lo llamarían galaxia, o habría características del cúmulo estelar que, por definición, obviamente no es una galaxia? ¿Y por qué las galaxias enanas de las Nubes de Magallanes no son grandes cúmulos estelares? ¿Podríamos eliminar estrellas hasta que las nubes magallánicas se conviertan en cúmulos estelares, o hay algo intrínsecamente similar a una galaxia en estos objetos?

galaxy star-cluster globular-clusters

— eraticus
fuente

Solo estoy usando cúmulos globulares como ejemplo, ya que, al menos en las fotografías, los cúmulos globulares parecen galaxias elípticas.

— eraticus

También hay algunos objetos astronómicos que están en duda entre los cúmulos estelares y las galaxias elípticas, intentaré encontrar la referencia.

— Py-ser

@ py-ser que ya tengo, en mi respuesta

— Jeremy

Omega Centauri es un caso interesante entre los cúmulos globulares y las galaxias enanas. Incluso puede tener un agujero negro central.

— Keith Thompson

Sí, Omega Centauri fue la razón por la que hice esta pregunta. Parecía tener una masa ambigua "en el medio" entre una pequeña galaxia y un gran cúmulo. Además, lo he visto declarar que este es posiblemente el centro de una pequeña galaxia, cuyas estrellas circundantes fueron robadas por la Vía Láctea. Como no astrónomo, me pregunté si había una diferencia intrínseca entre un pequeño núcleo de galaxia (¿terminología?) Y un gran cúmulo globular.

— eraticus

Respuestas:

Hay un par de distinciones importantes entre los dos tipos de objetos. Las galaxias son objetos que varían en masa desde aproximadamente , y contienen 'halos' de materia oscura que representan la mayoría de la masa del objeto. Ahora, hay cosas llamadas galaxias enanas (que son menos masivas que las galaxias regulares; me imagino que realmente podría haber una pequeña distinción borrosa entre estos dos tipos de objetos), sin embargo, las galaxias enanas todavía parecen tener componentes de materia oscura. a ellos $10^{9}-10^{12} M_{\odot}$

Los cúmulos globulares son colecciones estrechamente unidas de aproximadamente estrellas, y no tienen materia oscura significativa (si es que la hay) contenida dentro o alrededor de ellas. Entonces, por estas razones en la práctica, no es difícil confundir las dos. $10^{6}$

Algunas referencias:

1) Evidencia de que las galaxias enanas están dominadas por un componente de materia oscura.

2) La materia oscura presente en los cúmulos globulares es poco probable o increíblemente altamente concentrada y aproximadamente la misma masa que el componente estelar.

— astromax
fuente

Entonces, ¿las principales diferencias entre un objeto de galaxia y un objeto de cúmulo estelar es la asociación de la galaxia con la materia oscura? ¿Es la masa un requisito para hacer la distinción? Tengo curiosidad si la masa es un requisito absoluto. Las estrellas pueden variar en masa, pero no se convierten en cosas diferentes. Además, ambas referencias fueron extremadamente interesantes. ¡Gracias!

— eraticus

Sin embargo, su respuesta suena como si se hiciera una evaluación de la materia oscura para determinar si un objeto es una galaxia o un cúmulo. ¿No es más correcto notar que cuando miramos cosas que históricamente se han clasificado como una galaxia o un cúmulo, y observamos cuánta materia oscura parece estar asociada con ellas, vemos una correlación? Si bien ahora podríamos usar una medida de materia oscura presente para hacer una distinción en casos que de otra manera no estarían claros, ¿seguramente la cantidad de gas y las edades de las estrellas presentes serán más relevantes en la clasificación de un objeto?

— Jeremy

astromax, dado que aún no entendemos completamente la mecánica de la materia oscura, ¿no es posible que exista un mecanismo por el cual la eyección del cúmulo globular atraiga la materia oscura hacia sí mismos? ¿Conocemos casos de objetos astronómicos independientes de la masa de cúmulos globulares que no tienen los requisitos de materia oscura de las galaxias enanas?

— called2voyage

@eraticus Bueno, si la masa total es una distinción absoluta que se puede hacer para determinar la clasificación de un objeto no es algo que no podría decir que sea universalmente cierto. Las estrellas son un caso diferente: son paquetes discretos de gas que en un momento colapsaron debido a una sobredensidad en una región o no porque simplemente no tenía suficiente masa (sé que hay otros efectos aquí que determinan la formación de estrellas; desde una perspectiva puramente newtoniana, creo que mi afirmación no es irrazonable). Cuando se trata de la formación de galaxias y objetos de tipo galaxia, debes recordar dónde

— astromax

... todo vino de. Dado que la DM no interactúa electromagnéticamente, fue capaz de enfriarse y formar sobredensidades en las cuales los bariones caerían más tarde, básicamente, los bariones rastrean la materia oscura. Para una sobredensidad de materia oscura suficientemente masiva, es capaz de recolectar suficiente gas para que haya una galaxia dentro; para sobredensidades más pequeñas, puede que no haya suficiente gas dentro para formar una galaxia, y para ese fin, puede que no haya suficiente para formar estrellas. Esta es la idea detrás de las galaxias compañeras oscuras, y se ha propuesto como una solución al 'problema del halo perdido'.

— astromax

Una distinción demasiado simplista podría ser que los cúmulos globulares no tienen regiones nubladas / gaseosas, sin que ocurra ninguna actividad de formación estelar actual. Los globulares tienden a tener estrellas muy similares, lo que junto con su falta de regiones de gas, indica que se formaron temprano en un solo período de formación de estrellas, aunque en realidad algunos globulares muestran evidencia de períodos adicionales de formación de estrellas. Una galaxia tenderá a tener actividad de formación estelar continua y tendrá evidencia de estrellas de varias edades.

Pero eso es una simplificación excesiva; No siempre hay una diferencia clara entre los globulares y las galaxias. Al menos un artículo reciente sugiere que los cúmulos globulares y las galaxias esferoidales enanas pueden no ser grupos claramente distintos.

Sin embargo, las Nubes de Magallanes se diferencian bastante de los cúmulos globulares por ser ricas en polvo y gas. Hay mucha formación estelar actual en progreso, y hay mucha variedad en las estrellas en estas galaxias.

— Jeremy
fuente

¿No todas las galaxias también tienen agujeros negros en sus centros?

— TheBluegrassMathematician

@RyanMcGaha no, eso no es necesariamente una característica definitoria de una galaxia. Parece que algunas, quizás la mayoría pero no necesariamente todas astronomy.com/news/2014/01/… , las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en el centro universetoday.com/13732/… , pero algunas galaxias aparentemente no. adsabs.harvard.edu/abs/2001AJ....122.2469G

— Jeremy

Entonces, si los cúmulos globulares y las galaxias esferoidales son lo mismo, ¿la diferencia entre los dos sería solo "contexto"? ¿Y no hay diferencia intrínseca entre un cúmulo estelar y una galaxia?

— eraticus

@eraticus eso no es lo que dije. Dije que pueden no ser grupos claramente distintos, no "lo mismo". Es decir, puede ser difícil saber en algunos casos si uno es uno u otro. Pero en general, se catalogarán como una galaxia esferoidal globular o enana.

— Jeremy

@ Jeremy, entendido. Estoy tratando de entender si hay algún tipo de atributo de diagnóstico que hace que el catalogador marque un objeto como un cúmulo globular y otro como una galaxia esferoidal. Quizás mi pregunta no sea buena. Supuse que había algo intrínsecamente diferente, como la presencia de un gran agujero negro.

— eraticus

La principal diferencia (más allá de la masa, que podemos extrapolar para hacer que los cúmulos gigantes y las galaxias pequeñas se toquen) es la edad de las estrellas.

En un cúmulo, todas las estrellas se formaron en una sola explosión. Además, esto suele suceder cuando una onda de presión viaja a través de la nube de proto-cluster dentro de una galaxia (Esto nos da una diferencia secundaria: si está dentro de otra galaxia o no).

En una galaxia, las ondas de presión se mueven hacia adelante y hacia atrás a través del gas, causando constantes estallidos de formación de estrellas, por lo que obtienes estrellas de edades variadas (Esto nos da otra diferencia: si hay gas o no, como mencionó Jeremy).

Otra diferencia es qué tan unidas gravitacionalmente están las estrellas del cuerpo, como lo menciona astromax.

— Envidia
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Aunque algunos grupos tienen estrellas de diferentes edades, aparentemente han pasado por más de un período de formación de estrellas ...

— Jeremy