Por que os clusters globulares não têm formato de disco

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?

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.

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.