Existe uma diferença fundamental entre uma pequena galáxia e um grande aglomerado de estrelas?

Por exemplo, se um grande aglomerado globular fosse de alguma forma ejetado de sua galáxia, e fosse observado pelos astrônomos, eles a chamariam de galáxia, ou haveria características do aglomerado de estrelas que o tornam obviamente não uma galáxia por definição? E por que as galáxias anãs das Nuvens de Magalhães e não os grandes aglomerados de estrelas? Poderíamos remover estrelas até que as nuvens de Magalhães se tornassem aglomerados de estrelas, ou há algo intrinsecamente galáxia sobre esses objetos?

galaxy star-cluster globular-clusters

— eraticus
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Estou usando apenas aglomerados globulares como exemplo, uma vez que, pelo menos em fotografias, aglomerados globulares parecem galáxias elípticas.

— eraticus 19/03/14

Existem também alguns objetos astronômicos que estão em dúvida entre aglomerados estelares e galáxias elípticas. Tentarei encontrar a referência.

— Py-ser

@ py-ser já tenho, na minha resposta

— Jeremy

Omega Centauri é um caso interessante entre aglomerados globulares e galáxias anãs. Pode até ter um buraco negro central.

— Keith Thompson

Sim, Omega Centauri é a razão pela qual eu fiz essa pergunta. Parecia ter uma massa ambígua "entre" entre uma pequena galáxia e um grande aglomerado. Além disso, eu já vi afirmar que este é possivelmente o centro de uma galáxia pequena, cujas estrelas circundantes foram roubadas pela Via Láctea. Como não astrônomo, fiquei me perguntando se havia uma diferença intrínseca entre um pequeno núcleo de galáxia (terminologia?) E um grande aglomerado globular.

— 27614 eraticus

Respostas:

Existem algumas distinções importantes entre os dois tipos de objetos. Galáxias são objetos que variam em massa de cerca de e contêm 'halos' de matéria escura que representam a maioria da massa do objeto. Agora, existem coisas chamadas galáxias anãs (que são menos massivas do que as galáxias comuns; eu imagino que realmente possa haver um pouco de uma distinção turva entre esses dois tipos de objetos), no entanto galáxias anãs ainda parecem ter componentes de matéria escura para eles. $10^{9}-10^{12} M_{\odot}$

Aglomerados globulares são coleções fortemente ligadas de cerca de estrelas e não possuem matéria escura significativa (se houver) contida dentro ou ao redor deles. Portanto, por esses motivos, na prática, não é difícil confundir os dois. $10^{6}$

Algumas referências:

1) Evidência de que galáxias anãs são dominadas por um componente de matéria escura.

2) A matéria escura presente nos aglomerados globulares é improvável ou incrivelmente altamente concentrada e aproximadamente a mesma massa que o componente estelar.

— astromax
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Então, as principais diferenças entre um objeto de galáxia e um objeto de aglomerado de estrelas são a associação da galáxia com a matéria escura? A massa é um requisito para fazer a distinção? Estou curioso para saber se a massa é um requisito absoluto. As estrelas podem variar em massa, mas não se tornam coisas diferentes. Além disso, ambas as referências foram extremamente interessantes. Obrigado!

— eraticus

Entretanto, sua resposta soa como se fosse feita uma avaliação da matéria escura para determinar se um objeto é uma galáxia ou um aglomerado. Não é mais correto notar que, quando observamos coisas que historicamente foram classificadas como galáxia ou aglomerado e observamos quanta matéria escura parece estar associada a elas, vemos uma correlação? Embora agora possamos usar uma medida da matéria escura presente para fazer uma distinção em casos que não são claros, certamente a quantidade de gás e a idade das estrelas presentes serão mais relevantes na classificação de um objeto?

— 25414 Jeremy

astromax, uma vez que ainda não compreendemos completamente a mecânica da matéria escura, não é possível que exista um mecanismo pelo qual os ejetos globulares atraiam a matéria escura para si mesmos? Conhecemos alguns exemplos de objetos astronômicos independentes da massa de aglomerados globulares que não possuem os requisitos de matéria escura das galáxias anãs?

— called2voyage

@eraticus Bem, se a massa total é uma distinção absoluta que pode ser feita para determinar a classificação de um objeto não é algo que eu não poderia dizer que é universalmente verdadeiro. As estrelas são um caso diferente - são pacotes discretos de gás que, em um ponto, entraram em colapso devido a uma superdensidade em uma região ou não porque simplesmente não tinham massa suficiente (eu sei que existem outros efeitos aqui que determinam a formação de estrelas; de uma perspectiva puramente newtoniana, acho que minha afirmação não é irracional). Quando se trata de formação de galáxias e do tipo galáxia objetos, você tem que lembrar de onde

— astromax

... tudo veio. Como o DM não interage eletromagneticamente, ele foi capaz de se refrescar e formar superdensidades para as quais os bárions cairiam posteriormente - basicamente, os bárions traçam a matéria escura. Para uma sobredensidade suficientemente massiva da matéria escura, é capaz de coletar gás suficiente para que haja uma galáxia dentro; para sobredensidades menores, pode não haver gás suficiente para formar uma galáxia e, para esse fim, pode não haver o suficiente para formar estrelas. Essa é a idéia por trás das galáxias companheiras escuras e foi proposta como uma solução para o 'problema do halo ausente'.

— astromax

Uma distinção excessivamente simplista pode ser que os aglomerados globulares não tenham regiões nubladas / gasosas, sem que ocorra atividade atual de formação de estrelas. Os globulares tendem a ter estrelas muito semelhantes, o que, juntamente com a falta de regiões gasosas, indica que eles se formaram no início de um único período de formação de estrelas - embora, na verdade, alguns globulares mostrem evidências de períodos adicionais de formação de estrelas. Uma galáxia tenderá a ter uma atividade contínua de formação de estrelas e a ter evidências de estrelas de várias idades.

Mas isso é simplificador demais; nem sempre há uma clara diferença entre globulares e galáxias. Pelo menos um artigo recente sugere que aglomerados globulares e galáxias esferoidais anãs podem não ser grupos claramente distintos.

No entanto, as nuvens de Magalhães se distinguem dos aglomerados globulares por serem ricas em poeira e gás. Há muita formação estelar atual em andamento e muita variedade nas estrelas nessas galáxias.

— Jeremy
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Todas as galáxias também não têm buracos negros em seus centros?

— TheBluegrassMathematician

@RyanMcGaha não, isso não é necessariamente uma característica definidora de uma galáxia. Parece que algumas galáxias , talvez a maioria, mas não todas , astronomia.com/news/2014/01/… , têm um buraco negro supermassivo no centro universetoday.com/13732/… , mas algumas galáxias aparentemente não. adsabs.harvard.edu/abs/2001AJ....122.2469G

— Jeremy

Então, se aglomerados globulares e galáxias esferoidais são a mesma coisa, então a diferença entre os dois seria apenas "contexto"? E não há diferença intrínseca entre um aglomerado de estrelas e uma galáxia?

— 21314 eraticus

@eraticus não foi o que eu disse. Eu disse que eles podem não ser grupos claramente distintos, não 'a mesma coisa'. Ou seja, pode ser difícil dizer em alguns casos se um é um ou outro. Mas geralmente, eles serão catalogados como galáxia esferoidal globular ou anã.

— Jeremy

@ Jeremy, entendido. Estou tentando entender se existe algum tipo de atributo de diagnóstico que faz com que o catalogador marque um objeto como um aglomerado globular e outro como uma galáxia esferoidal. Talvez minha pergunta não seja uma boa pergunta. Eu assumi que havia algo intrinsecamente diferente, como a presença de um grande buraco negro.

— Eraticus 24/03

A principal diferença (além da massa, que podemos extrapolar para fazer aglomerados gigantes e pequenas galáxias se tocarem) é a idade das estrelas.

Em um aglomerado, todas as estrelas foram formadas em uma única explosão. Além disso, isso acontece quando uma onda de pressão viaja através da nuvem de proto-aglomerados dentro de uma galáxia (isso nos dá uma diferença secundária: se ela está dentro de outra galáxia ou não).

Em uma galáxia, as ondas de pressão se movem para frente e para trás através do gás, causando constantes rajadas de formação de estrelas, para que você obtenha estrelas de idades variadas (isso nos dá outra diferença: se há gás ou não, como mencionado por Jeremy).

Outra diferença é a rigidez gravitacional das estrelas do corpo, como mencionado pelo astromax.

— Envite
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Embora alguns aglomerados possuam estrelas de idades variadas, aparentemente tendo passado por mais de um período de formação de estrelas ...

— Jeremy