ESTRUCTURA
ESPIRAL
Los brazos espirales son las regiones más azules en una galaxia
espiral y contienen las estrellas más jóvenes y regiones HII.
Por eso, el contraste entre los brazos y el resto del disco
aumenta a medida que se observa la galaxia a longitudes de
onda más cortas.
La cuestión crucial es ¿porqué las galaxias tienen brazos
espirales?
No todas las galaxias espirales tienen brazos prominentes.
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•
•
GRAN DISEÑO: dos brazos bien trazados (10%)
MULTIPLES BRAZOS (60%)
FLOCULENTAS: brazos mal definidos (30%)
Gran Diseño
Múltiples brazos – NGC6946
Floculenta
Brazos trailing o leading?
La mayor parte son trailing
El problema del “caracoleo” WINDING
•La velocidad angular del disco varia con la distancia al núcleo
•Por tanto, un brazo se enrrollaría rápidamente
En poco tiempo se perdería la estructura espiral.
Alternativas:
1. Teoria de la onda de densidad
2. Formación estelar estocástica auto-propagada
3. Otras, descartadas....(?)
TEORÍA DE LA ONDA DE DENSIDAD
•
Brazos causados por una perturbación (en densidad) que se mueve a una
velocidad diferente de la de los objetos dentro de ella. La onda resiste la
tendencia a enrrollarse y origina un patrón rígido
•
El patrón espiral es una onda de densidad con velocidad angular constante,
llamada velocidad del patrón
•
En las partes internas del disco, las estrellas se mueven más rápido que el
patrón y éstas interceptan a la onda
•
En las partes externas, las estrellas son más lentas y es la onda la que intercepta
a las estrellas.
•
Cuando una estrella se encuentra con la onda:
–
–
–
–
Al acercarse, se acelera
Dentro, se frena
Por tanto, una estrella pasa más tiempo en la onda (el brazo!) que fuera de él
Y entonces hay más contraste y se observa el brazo.
TEORÍA DE LA ONDA DE DENSIDAD
• Hay más formación estelar en el brazo:
– Nubes de gas entran en la onda
– Aumenta la densidad local de gas
– Hay más probabilidad de que colapse y se formen estrella
– También hay más probabilidad de colisión entre nubes
– Que provocan más formación estelar
TEORÍA DE LA ONDA DE DENSIDAD
¿Qué origina la onda de densidad?
Una perturbación. Después, la perturbación, por gravedad, se
amplifica y crece.
1. Asimetría axial primigenia (en el proceso de formación)
2. Interacciones con otras galaxias
Encuentros....
TEORÍA DE LA ONDA DE DENSIDAD
El patrón espiral se amplifica por resonancias entre las frecuencias
de las estrellas y la velocidad angular del brazo:
•Las ondas espirales crecen solamente entre las resonancias
interna y externa (resonancias de Linblad):
p =  -/m
p =  + /m
=velocidad angular del brazo
= frecuencia de las estrellas
m=entero (número de brazos)
•Esto explica 2 brazos
•Ejemplos: galaxias con anillos
NGC 6872
FORMACIÓN ESTELAR AUTO-PROPAGADA
La teoría de la onda de densidad no explica las galaxias
floculentas. Éstas pueden explicarse con la teoría de la
Formación estelar auto-propagada (SPSF)
•las regiones de formación estelar producen supernovas que
provocan choques en el gas los cuales producen más formación
estelar
•la rotación diferencial “aprieta” estas regiones en brazos
fragmentarios, trailing
•no hay simetría apreciable
GALAXIAS BARRADAS
La mitad de las espirales presentan una estructura en forma de barra que contiene
~1/3 de la luminosidad.
NGC 1300
GALAXIAS BARRADAS
•Las barras son casi tan planas como los discos
•Las S0 también pueden presentar barra
•Las barras no son estáticas, rotan con un patrón de velocidad, pero, a diferencia
de lo que ocurre en los brazos espirales, no son ondas de densidad: una estrella en
la barra permanece en la barra.
•Las fuerzas gravitatorias asimétricas de un disco permiten que el gas pueda
perder momento angular (vía choques), comprimiendo el gas en los bordes de la
barra.
•Este gas pierde energía, por disipación y se mueve hacia el centro de la galaxia.
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