Las simulaciones por computadora están mostrando a los astrofísicos cómo grupos masivos de gas dentro de las galaxias dispersan algunas estrellas de sus órbitas, creando eventualmente el desvanecimiento suave y exponencial en el brillo de muchos discos de galaxias.
Investigadores de la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Wisconsin-Madison e IBM Research tienen estudios avanzados que comenzaron hace casi 10 años. Originalmente se enfocaron en cómo los cúmulos masivos en galaxias jóvenes afectan las órbitas de las estrellas y crean discos de galaxias con centros brillantes que se desvanecen en la oscuridad.bordes.
Como Curtis Struck, profesor de física y astronomía del estado de Iowa, escribió en un resumen de investigación de 2013: "En los discos de galaxias, las cicatrices de una infancia dura y las imperfecciones de la adolescencia, todo se suaviza con el tiempo".
Ahora, el grupo es coautor de un nuevo artículo que dice que sus ideas sobre la formación de discos exponenciales se aplican a más que galaxias jóvenes. También es un proceso que es robusto y universal en todo tipo de galaxias. Los discos exponenciales, después detodos, son comunes en galaxias espirales, galaxias elípticas enanas y algunas galaxias irregulares.
¿Cómo pueden los astrofísicos explicar eso?
Mediante el uso de modelos realistas para rastrear la dispersión de estrellas dentro de las galaxias, "creemos que tenemos una comprensión mucho más profunda de los procesos físicos que resuelven este problema clave de casi 50 años", dijo Struck.
Los impulsos gravitacionales de los cúmulos masivos alteran las órbitas de las estrellas, encontraron los investigadores. Como resultado, la distribución general de estrellas del disco cambia, y el perfil de brillo exponencial es un reflejo de esa nueva distribución estelar.
Los hallazgos de los astrofísicos se informan en un artículo que acaba de publicar en línea Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. Los coautores son Struck; Jian Wu, un estudiante de doctorado en física y astronomía del estado de Iowa; Elena D'Onghia, profesora asociada de astronomía en Wisconsin; y Bruce Elmegreen, científico investigador del Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM enYorktown Heights, Nueva York.
Las estrellas están dispersas, los discos suavizados
El último modelo por computadora, dirigido por Wu, es un punto culminante que culmina años de mejoras en el modelo, dijo Struck. Los modelos anteriores trataron las fuerzas gravitacionales de los componentes de la galaxia de manera más aproximada y los investigadores estudiaron menos casos.
Los últimos modelos muestran cómo los cúmulos de estrellas y los cúmulos de gases interestelares dentro de las galaxias pueden cambiar las órbitas de las estrellas cercanas. Algunos eventos de dispersión de estrellas cambian significativamente las órbitas de las estrellas, incluso capturando algunas estrellas en bucles alrededor de cúmulos masivos antes de que puedan escapar a laflujo de un disco de galaxias. Muchos otros eventos de dispersión son menos poderosos, con menos estrellas dispersas y las órbitas permanecen más circulares.
"La naturaleza de la dispersión es mucho más compleja de lo que entendíamos anteriormente", dijo Struck. "A pesar de toda esta complejidad en escalas pequeñas, todavía promedia la distribución suave de la luz en escalas grandes".
Los modelos también dicen algo sobre el tiempo que tardan en formarse estos discos de galaxias exponenciales, según el artículo de los investigadores. Los tipos de agrupaciones y densidades iniciales de los discos afectan la velocidad de la evolución, pero no la suavidad final enbrillo.
La velocidad en este caso es un término relativo porque las escalas de tiempo para estos procesos son miles de millones de años.
Durante todos esos años, e incluso con modelos de galaxias donde las estrellas se distribuyen inicialmente de diversas formas, Wu dijo que los modelos muestran la ubicuidad del proceso de dispersión de estrellas a caída exponencial.
"La dispersión estelar es muy general y universal", dijo. "Funciona para explicar la formación de discos exponenciales en muchos casos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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