¿Por qué los cúmulos globulares no tienen forma de disco?

Pensé que los sistemas solares y las galaxias tienen forma de disco porque esa es la forma más estable bajo la gravitación. Los cúmulos globulares son muy antiguos, a menudo más antiguos que sus galaxias anfitrionas, entonces, ¿por qué no se han aplanado?

Para dar como resultado un sistema estelar similar a un disco, hay dos condiciones que deben cumplirse. (a) El gas inicial a partir del cual se forman las estrellas debe tener una proporción significativa de energía rotacional a gravitacional. (b) La formación de estrellas tendría que ocurrir lo suficientemente lentamente, de modo que el gas se colapse en un disco antes de que se complete la formación de estrellas.

La formación de un disco a partir de un estado esférico simétrico requiere una reducción (más negativa) de la energía potencial gravitacional, al tiempo que conserva el momento angular. Esto solo puede suceder si hay algún medio para perder energía del sistema en forma de interacciones disipativas.

Un sistema estelar puro es casi sin colisiones y no hay forma de disipar energía. Eso significa que una vez que se ha formado un sistema esférico de estrellas, no hay forma de que se parezca más a un disco. Por lo tanto, si la formación de estrellas tiene lugar de forma esférica, esas estrellas terminarán en un sistema esférico. Solo en los casos en que el gas se colapsa en un disco antes de que se produzca la formación de estrellas, terminamos con sistemas en forma de disco. Esto es cierto para el disco de nuestra galaxia (y del sistema solar).

En el caso de los cúmulos globulares (y otros tipos de cúmulos estelares en la galaxia), parece que la formación de estrellas es lo suficientemente rápida como para que el gas no se haya colapsado en un disco antes de que se complete la mayor parte de la formación de estrellas. NÓTESE BIEN. Muchos cúmulos globulares hacer que la rotación medible.

Mientras que algunas galaxias tienen forma de disco, otras (galaxias elípticas) son más esféricas. Los sistemas en forma de disco son aquellos en los que la conservación del momento angular del gas de formación estelar desempeñó un papel central; para sistemas más esféricos, este no fue el caso. Se cree que los cúmulos globulares se forman en las porciones más densas de gas en las galaxias con la presión externa más alta, posiblemente como resultado de colisiones de nubes de gas. En este caso, el momento angular inicial de la distribución de gas a gran escala es irrelevante, y la dinámica del gas en escalas mucho más pequeñas es más importante.

Para decirlo de otra manera: no es el caso de que los discos tengan la forma más estable bajo la gravitación; Los sistemas esferoidales o elípticos también son equilibrios estables. La física del colapso y la formación determinan la forma final. Para los cúmulos globulares, el momento angular inicial del gas es probablemente irrelevante porque se condensan en bolsas de gas mucho más pequeñas.