Galáxia esferoidal anã - Dwarf spheroidal galaxy
Uma galáxia esferoidal anã ( dSph ) é um termo em astronomia aplicado a pequenas galáxias de baixa luminosidade com muito pouca poeira e uma população estelar mais velha. Eles são encontrados no Grupo Local como companheiros da Via Láctea e de sistemas que são companheiros da Galáxia de Andrômeda (M31). Embora semelhantes às galáxias elípticas anãs em aparência e propriedades, como pouco ou nenhum gás ou poeira ou formação recente de estrelas , elas têm forma aproximadamente esferoidal e geralmente têm luminosidade mais baixa.
Descoberta
Apesar dos raios dos dSphs serem muito maiores do que os dos aglomerados globulares , eles são muito mais difíceis de encontrar devido à sua baixa luminosidade e brilho superficial. Galáxias esferoidais anãs têm uma grande variedade de luminosidades, e galáxias esferoidais anãs conhecidas abrangem várias ordens de magnitude de luminosidade. Suas luminosidades são tão baixas que Ursa Menor , Carina e Draco , as galáxias anãs esferoidais conhecidas com as luminosidades mais baixas, têm relações massa / luz (M / L) maiores do que a Via Láctea. Esferoidais anões também têm pouco ou nenhum gás, sem sinais óbvios de formação recente de estrelas. Quando se trata do Grupo Local , os dSphs são encontrados principalmente perto da Via Láctea e M31 .
As primeiras galáxias esferoidais anãs descobertas foram Sculptor e Fornax em 1938. O Sloan Digital Sky Survey resultou na descoberta de mais 11 galáxias dSph em 2007. Em 2015, muito mais dSphs ultra-tênues foram descobertos, todos satélites da Via Láctea. Nove dSphs potencialmente novos foram descobertos no Dark Energy Survey em 2015. Cada dSph tem o nome de constelações nas quais eles são descobertos, como a galáxia esferoidal anã de Sagitário , todas consistindo de estrelas geralmente muito mais velhas do que 1-2 Gyr que se formaram sobre o período de muitos gigayears.
Por exemplo, 98% das estrelas na galáxia esferoidal anã Carina têm mais de 2 Gyr, formadas ao longo de três explosões há cerca de 3, 7 e 13 Gyr. As estrelas em Carina também foram consideradas pobres em metais. Isso é diferente dos aglomerados de estrelas porque, enquanto os aglomerados de estrelas têm estrelas que se formaram mais ou menos ao mesmo tempo, as galáxias esferoidais anãs experimentam múltiplas explosões de formação estelar.
Evidência de matéria escura
Por causa da fraqueza das galáxias anãs esferoidais de menor luminosidade e da natureza das estrelas nelas contidas, alguns astrônomos sugerem que galáxias anãs esferoidais e aglomerados globulares podem não ser tipos de objetos claramente separados e distintos. Outros estudos recentes, entretanto, encontraram uma distinção no fato de que a quantidade total de massa inferida dos movimentos das estrelas em esferoidais anãs é muitas vezes aquela que pode ser explicada pela massa das próprias estrelas. Estudos revelam que as galáxias esferoidais anãs têm uma massa dinâmica de cerca de 10 7 M ☉ , que é muito grande apesar da baixa luminosidade das galáxias dSph.
Embora em luminosidades mais fracas de galáxias esferoidais anãs, não é universalmente aceito como diferenciar entre uma galáxia esferoidal anã e um aglomerado de estrelas; entretanto, muitos astrônomos decidem isso dependendo da dinâmica do objeto: se ele parece ter mais matéria escura , então é provável que seja uma galáxia esferoidal anã em vez de um enorme aglomerado estelar tênue . No atual modelo cosmológico de matéria escura fria Lambda predominantemente aceito , a presença de matéria escura é frequentemente citada como uma razão para classificar galáxias esferoidais anãs como uma classe de objeto diferente dos aglomerados globulares , que mostram pouco ou nenhum sinal de matéria escura. Por causa das quantidades extremamente grandes de matéria escura nas galáxias esferoidais anãs, elas podem merecer o título de "galáxias mais dominadas pela matéria escura".
Outras evidências da prevalência de matéria escura em dSphs incluem o caso da galáxia esferoidal anã Fornax, que pode ser considerada em equilíbrio dinâmico para estimar a massa e a quantidade de matéria escura, uma vez que os efeitos gravitacionais da Via Láctea são pequenos. Ao contrário da galáxia Fornax, há evidências de que a UMa2, uma galáxia anã esferoidal na constelação da Ursa Maior , sofre fortes perturbações das marés da Via Láctea.
Um tópico de pesquisa é o quanto a dinâmica interna das galáxias esferoidais anãs é afetada pela dinâmica das marés gravitacionais da galáxia que orbitam. Em outras palavras, galáxias esferoidais anãs poderiam ser impedidas de atingir o equilíbrio devido ao campo gravitacional da Via Láctea ou outra galáxia em que orbitam. Por exemplo, a galáxia esferoidal anã de Sextans tem uma dispersão de velocidade de 7,9 ± 1,3 km / s, que é uma dispersão de velocidade que não poderia ser explicada apenas por sua massa estelar de acordo com o Teorema Virial . Semelhante ao Sextans, estudos anteriores da galáxia esferoidal anã de Hércules revelam que seu caminho orbital não corresponde à massa contida em Hércules. Além disso, há evidências de que a UMa2, uma galáxia esferoidal anã na constelação da Ursa Maior , sofre fortes perturbações das marés da Via Láctea.