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# Física# Astrofísica das Galáxias

Desvendando as Formas e Rotações dos Agregados Globulares

Pesquisas mostram formas complexas e padrões de rotação em aglomerados globulares.

Mauricio Cruz Reyes, Richard I. Anderson

― 6 min ler


Agregados Galácticos:Agregados Galácticos:Formas e Movimentoscomplexas em aglomerados globulares.Novas descobertas revelam dinâmicas
Índice

Os aglomerados globulares (GCs) são grupos de Estrelas que se juntam em uma formação parecida com uma bola. O pessoal que não estuda isso de perto costuma pensar que eles são esféricos. Mas, com o tempo, os pesquisadores descobriram que esses aglomerados não são perfeitamente redondos. Muitos têm Formas que lembram elipses em vez de círculos.

Esse estudo foca em medir as formas de 163 aglomerados globulares. Os pesquisadores usaram dados de uma missão da Agência Espacial Europeia conhecida pela capacidade de localizar as posições das estrelas. Esses dados foram cruciais porque ajudaram os cientistas a identificar quais estrelas pertencem aos aglomerados e quais estão mais distantes, especialmente em regiões cheias de estrelas.

A forma média dos aglomerados analisados mostrou que a maioria tende a ser alongada. Para um grupo menor de 11 aglomerados que já tinham sido estudados antes com métodos diferentes, resultados semelhantes foram encontrados. A equipe também analisou a relação entre o eixo menor dessas formas elípticas e a Rotação dos aglomerados. Eles descobriram que, em alguns casos, a direção do eixo menor se alinha com a direção em que o aglomerado gira.

Usando medições de quão rápido as estrelas se movem dentro desses aglomerados, os pesquisadores descobriram rotação em três aglomerados específicos: NGC 5139, NGC 104 e NGC 6341. Eles notaram que, nesses casos, o eixo menor das elipses coincidia com os eixos de rotação reais quando vistos de lado.

Os pesquisadores queriam ver se a rotação poderia ser detectada em mais aglomerados além dos três. Eles revisaram estudos anteriores e descobriram que, em diferentes referências, o alinhamento entre as formas elípticas e a direção da rotação variava entre 76% a 100% para os aglomerados examinados. Quando alguns aglomerados não mostraram alinhamento, achou-se que isso se devia a diferentes tamanhos e métodos usados em estudos anteriores.

Pesquisas também mostraram que a maneira como um aglomerado gira pode mudar dependendo da distância do centro. Mais observações são esperadas em estudos futuros que vão coletar mais dados, permitindo aos cientistas analisar muito mais estrelas. Isso vai ajudar a esclarecer a relação entre as formas e as rotações desses aglomerados.

Aglomerados globulares são frequentemente vistos como coleções redondas de estrelas. No entanto, estudos mostraram que suas formas podem diferir muito de uma esfera perfeita. Pesquisas de mais de um século atrás apontaram que as formas desses aglomerados poderiam ser melhor descritas como elipsoides.

Quando pesquisadores analisaram a distribuição de estrelas em vários aglomerados globulares, encontraram muitos que não eram esféricos. Um relatório que analisou dados de 157 aglomerados mostrou que era comum eles apresentarem alguma não esfericidade, com um número significativo ainda mostrando essas características.

Apesar das limitações nas técnicas de medição no passado, avanços permitiram que os cientistas chegassem a métodos mais claros para analisar as formas dos aglomerados. Os dados existentes de várias pesquisas, usando diferentes técnicas, construíram uma imagem mais precisa das formas desses aglomerados globulares.

Além disso, o conceito de rotação em aglomerados globulares não é novo. Foi observado pela primeira vez em alguns aglomerados conhecidos através de medições específicas de como as estrelas se movem. Muitos desses estudos concluíram que os aglomerados geralmente giram. Uma investigação mais recente relatou que pelo menos 21 de 25 aglomerados estudados apresentaram sinais de rotação.

É crucial entender que o ângulo de rotação pode variar com base na escala em que é medido. Em casos onde as escalas não são uniformes, a rotação pode parecer inconsistente.

Conforme os estudos sobre as formas e a rotação dos aglomerados globulares continuam, surge uma pergunta interessante: existe uma relação entre como um aglomerado é moldado e a forma como ele gira? Observações iniciais sugeriram uma conexão. Estudos que compararam mapas de rotação com as formas encontraram que aglomerados com rotação notável frequentemente apresentavam formas específicas.

No entanto, outros estudos argumentaram contra uma relação significativa, citando métodos e medições diferentes que levaram a resultados variados. Métodos inconsistentes podem ter impactado as conclusões tiradas a partir dos dados.

À medida que a distância de um aglomerado aumenta, medir com precisão suas formas se torna mais difícil. A resolução das observações diminui, tornando mais complicado identificar padrões estelares que definem os aglomerados.

Estudos anteriores mostraram que um número médio de estrelas é necessário para ver formas confiáveis, e aglomerados com menos membros podem não fornecer medições fortes. Por exemplo, técnicas de medição mostraram que apenas alguns aglomerados com menos de 100 estrelas tinham formas que se alinharam com as expectativas de elipticidade.

O objetivo da pesquisa em andamento é investigar e reanalisar essas formas, considerando os avanços nas técnicas de medição. Os novos dados podem fornecer uma clareza melhor sobre os links entre formas e rotação nesses aglomerados.

Telescópios e ferramentas de pesquisa mais sofisticados podem melhorar a capacidade de analisar a estrutura dessas estrelas. Usar telescópios com campo amplo poderia aumentar muito o número de estrelas observadas em várias regiões, levando a observações aprimoradas dos aglomerados e sua formação.

Estudos recentes também destacam a importância de coletar conjuntos diversos de dados sobre as estrelas dentro desses aglomerados. Coletar um conjunto de dados mais extenso permite que os pesquisadores criem modelos melhores e medições mais precisas.

Os resultados da pesquisa sugerem que os próximos passos devem focar nesses avanços para investigar ainda mais a dinâmica dos aglomerados globulares, suas formas e suas rotações.

À medida que as medições melhoram e o banco de dados de dados estelares se expande, a capacidade de detectar rotação em uma gama mais ampla de aglomerados provavelmente aumentará, permitindo uma compreensão mais completa dessas estruturas fascinantes na nossa galáxia.

Em resumo, as formas e rotações dos aglomerados globulares oferecem uma oportunidade empolgante para estudar como eles se formam e evoluem ao longo do tempo. Apesar dos desafios no passado, o compromisso com a pesquisa contínua e a melhoria nas técnicas de observação promete revelar mais sobre esses objetos cósmicos intrigantes.

Essa pesquisa é um passo em direção a descobrir as complexidades de como os aglomerados globulares se comportam e interagem no universo, fornecendo insights essenciais sobre a natureza da nossa galáxia e além.

Fonte original

Título: Relation between the geometric shape and rotation of Galactic globular clusters

Resumo: We homogeneously measured the elliptical shapes of 163 globular clusters (GCs) using the on-sky distribution of their cluster members and the third data release of the ESA mission Gaia (DR3). The astrometry enables the differentiation of stars within clusters from those in the field. This feature is particularly valuable for clusters located in densely populated areas of the sky, where conventional methods for measuring the geometry of the GCs are not applicable. The median axial ratio of our full sample is $\langle b/a \rangle = 0.935^{+0.033}_{-0.090}$ and $0.986^{+0.009}_{-0.004}$ for the subset of 11 GCs previously studied based on Hubble Space Telescope imaging. We investigated whether the minor axis of the ellipses can be interpreted as a pseudo-rotation axis by comparing it to measurements of cluster rotation. Using the radial velocities from Gaia, we detected rotation for three clusters, NGC 5139, NGC 104, and NGC 6341, and observed an alignment between the pseudo-rotation axis and the 2D projection of the real rotation axis. To expand the set of clusters for which rotation has been detected, we analyzed multiple literature references. Depending on the reference used for comparison, we observed an alignment in between 76% to 100% of the clusters. The lack of an alignment observed in some clusters may be linked to different scales analyzed in various studies. Several studies have demonstrated that the orientation of rotation varies with the distance from the center. We estimate that the next Gaia release will increase the number of stars with radial velocities in GCs from $\sim 10,000$ in Gaia DR3 to $\sim 55,000$ in Gaia DR4. This will enable the measurement of rotation and ellipticities at identical angular scales for additional clusters, which will help us to clarify whether the previously mentioned alignment occurs in all clusters.

Autores: Mauricio Cruz Reyes, Richard I. Anderson

Última atualização: 2024-08-01 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2408.00605

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.00605

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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