Examinando el papel de las galaxias enanas en la evolución galáctica

Las Galaxias Enanas son galaxias pequeñas que juegan un papel clave en cómo se forman y cambian las galaxias más grandes a lo largo del tiempo. Por lo general, están llenas de materia oscura y pueden contener diferentes cantidades de estrellas y gas. Entender estas galaxias nos ayuda a aprender más sobre el universo.

#¿Qué es la rotación prolatada?

La mayoría de las galaxias giran de manera que se aplanan a lo largo de su eje de rotación. Esta forma típica se llama rotación oblata. Sin embargo, algunas galaxias giran de una manera única llamada rotación prolata, donde giran alrededor de su eje más largo. Este tipo de rotación a menudo está relacionado con grandes colisiones o fusiones entre galaxias. Estudiar estas galaxias que rotan prolata nos puede dar pistas sobre cómo evolucionan las galaxias con el tiempo.

#El estudio de las galaxias enanas

Las galaxias enanas vienen en diferentes tipos según su contenido de gas y masa. Los dos tipos principales son las irregularidades enanas ricas en gas y las esferoidales enanas pobres en gas. La mayoría de las galaxias enanas están dominadas por materia oscura. Su baja densidad las hace sensibles a fuerzas externas, como la retroalimentación de las estrellas o interacciones con otras galaxias.

Para aprender más sobre estas galaxias enanas, los investigadores analizan su masa total y la masa de sus componentes, como estrellas y materia oscura. Esta información a menudo no es visible a partir de simples mediciones de luz. Al usar simulaciones avanzadas, los científicos pueden estudiar cómo se forman y cambian las galaxias, lo que les permite probar observaciones de galaxias reales.

#Casos raros de rotación prolata

En el Grupo Local, que contiene la Vía Láctea y sus vecinas, solo hay dos galaxias enanas conocidas que exhiben rotación prolata: la galaxia enana And II y la galaxia enana Phoenix. Los estudios sugieren que una fusión importante en su historia cambió sus ejes de rotación.

Una Simulación reciente también reveló una galaxia enana que rota prolata. Esta simulación utilizó un software conocido como gadget-2, demostrando que el eje de rotación de la galaxia se invirtió debido a una colisión con otra galaxia enana de masa similar.

#Usando modelos de Jeans

Una de las formas en que los científicos usan para entender la dinámica de las galaxias es a través de los modelos de Jeans. Estos modelos ayudan a explicar el movimiento de las estrellas dentro de las galaxias según su distribución de masa. Se basan en ciertas ecuaciones matemáticas que relacionan los movimientos de las estrellas con las fuerzas gravitacionales en juego.

En esta investigación, los científicos usaron observaciones simuladas para analizar la galaxia enana que rota prolata producida en una simulación. Aplicaron modelos de Jeans a diferentes etapas de la evolución de la galaxia, primero ajustando el estado oblata anterior y luego el estado prolata. Los modelos ofrecieron una forma de recuperar detalles sobre la masa, velocidad y rotación de la galaxia.

#Las perspectivas de las simulaciones

Las simulaciones son esenciales en este campo. Proporcionan un marco para estudiar la formación y evolución de galaxias y pueden ser comparadas con observaciones reales. Al analizar interacciones a menor escala, la refrigeración del gas y la formación de estrellas, los científicos pueden recopilar un montón de detalles sobre cómo se comportan las galaxias.

La rotación prolata vista en la simulación fue estable durante un largo período. Continuó durante varios miles de millones de años después de la fusión que la creó. Los investigadores modelaron la galaxia en tres etapas principales: antes de la fusión, justo después de la fusión y en el presente de la simulación.

#Creando modelos

La investigación involucró la creación de modelos de la masa y estructura de la galaxia basados en datos observacionales. Usando un tipo específico de modelo llamado JAM (Jeans Anisotropic Multi-Gaussian Expansion), los científicos pudieron encontrar el mejor ajuste para las diversas etapas de la galaxia durante su evolución.

Recolectaron datos sobre el brillo de la galaxia y realizaron ajustes para determinar varias propiedades, incluyendo cómo estaba distribuida su masa. Los investigadores también crearon mapas mostrando la velocidad de línea de visión de la galaxia y su expansión en diferentes momentos para comparar contra sus modelos.

#Comparación de modelos con observaciones

Al comparar los datos simulados con los resultados del modelo, los modelos mostraron un fuerte ajuste para la velocidad de línea de visión de la galaxia y la dispersión de la velocidad durante las diversas etapas. Esta capacidad de estimar el perfil de masa de una galaxia es un gran beneficio de usar modelos dinámicos, permitiendo a los científicos calcular las variaciones de masa en diferentes momentos.

Los investigadores compararon las masas obtenidas de los modelos con las de la simulación, revelando una alineación consistente. Esto representa un avance en la aplicación de técnicas matemáticas para entender mejor cómo funcionan las galaxias que rotan prolata dentro de sus entornos.

#Simulaciones N-cuerpos

Una investigación adicional involucró el uso de simulaciones N-cuerpos, donde las partículas en una galaxia se tratan individualmente. En este caso, se realizó una simulación N-cuerpos para probar si la rotación prolata podría mantenerse. Reveló que la galaxia perdió su rotación prolata muy rápidamente en comparación con la simulación, donde persistió por mucho más tiempo.

Esto plantea preguntas interesantes sobre por qué la rotación prolata parece estable en simulaciones cosmológicas pero no en modelos más simples. Explorar factores como la forma del halo de materia oscura podría proporcionar respuestas.

#Conclusión

En resumen, las galaxias enanas son componentes cruciales en el gran esquema de la formación y evolución de galaxias. La rotación prolata es un fenómeno raro pero perspicaz que ofrece una perspectiva única sobre cómo las galaxias pueden cambiar a lo largo de sus vidas. La combinación de modelos dinámicos y simulaciones proporciona un enfoque valioso para entender estas pequeñas galaxias y su papel en el universo.

A través de técnicas avanzadas y investigaciones en curso, los científicos esperan descubrir más sobre la evolución de las galaxias enanas y los factores que influyen en sus estructuras y dinámicas. Tales estudios no solo avanzan nuestro conocimiento sobre la formación de galaxias, sino que también ayudan a entender el complejo funcionamiento del universo mismo.