Ammassi globulari e bulbi galassie spirale

[Morimondo]

Perdonate le mie probabili imprecisioni, fantasticherie e le righe in grassetto.

AMMASSI GLOBULARI
Gli ammassi globulari perfettamente sferici, sono costituiti prevalentemente da stelle molto vecchie, di popolazione II a bassa metallicità come quelle dei bulbi delle galassie spirale.
Su Wikipedia leggo che
Le stelle possono seguire percorsi insoliti attraverso l'ammasso, spesso formando cicli o cadendo direttamente verso il nucleo.
La distanza media tra le stelle è di appena sei mesi luce, aumenta a 100 o 1000 stelle per parsec cubico nel nucleo dell'ammasso. ossia a 0,3-0,03 anni luce tra stella e stella (circa 110-11 giorni luce)

Come si formano?
Forse da molti dischi di accrescimento ognuno con un suo asse non parallelo rispetto agli altri?
Le stelle molto vecchie, la mancanza della formazione di nuove per mancanza di gas interstellare, l'estrema densità stellare la stessa formazione degli ammassi non potrebbero indicare la presenza di buchi neri relativamente massicci al centro?

BULBI DELLE GALASSIE SPIRALE
I bulbi delle galassie spirali assomigliano a piccole galassie ellittiche e agli ammassi globulari.
Non sono sferoidali come gli ammassi globulari ma schiacciati anche se ben più spessi del disco della galassia più piatto e spesso con bracci e come negli ammassi globulari anche qui le stelle si muovono lungo orbite casuali rispetto al piano della galassia

Come si forma una galassia spirale col suo bulbo?
Da un unico disco di accrescimento o da più dischi e come si forma il bulbo è più spesso perchè le stelle le stelle si muovono lungo orbite casuali rispetto al piano della galassia, se si perchè nel bulge le stelle orbitano dove vogliono loro?
Al centro della maggior parte delle galassie vi è quasi sempre un enorme BN di milioni o miliardi di masse solari che sembra possa aver innescato la formazione della galassia stessa, ma perché è composta in due parti ben distinte ossia bulbe e disco piatto?
Dimenticavo il 70% delle galassie spirali ha una barra da cui partono i bracci spirale, secondo Wikipedia:

https://it.wikipedia.org/wiki/Galassia_a_spirale_barrata

...la formazione della barra si ritiene sia causata da un'onda di densità che si irradia dal centro della galassia dando una nuova forma all'orbita delle stelle interne. Nel corso del tempo questo effetto si estende anche a stelle in orbite più lontane, creando così una struttura a barra che si autoalimenta.
Non capisco cosa si intenda per onda di densità sembra quasi che formi una specie di stampo in cui si addensano e annidano le stelle che quindi compirebbero un giro completo attorno al centro tutte nello stesso tempo sia quelle più vicine al bulbo sia quelle più lontane.

Sempre secondo lo stesso link di Wikipedia: Le barre sono considerate fenomeni temporanei nella vita delle galassie a spirale; la struttura della barra decade nel tempo, trasformando le galassie barrate in galassie a struttura normale. Inoltre la proporzione di galassie a spirale barrate è cambiata nel corso della storia dell'universo; 8 miliardi di anni fa, le barrate rappresentavano solo il 10%, sono salite al 25 % due miliardi e mezzo di anni fa e attualmente rappresentano i due terzi del totale delle galassie nell'universo visibile.[3]
Quindi è importante il quando, prima dell'aumento della velocità di espansione erano solo 10% poi sono aumentate al 25% e ora sono schizzate al 70%
Come si fa a dire che le barre sono un effetto temporaneo, se ora sono presenti nel 70% delle galassie sembrerebbe che siano una evoluzione della vita di una galassia o no?

[Red Hanuman]

Perdonate le mie probabili imprecisioni, fantasticherie e le righe in grassetto.

AMMASSI GLOBULARI
Gli ammassi globulari perfettamente sferici, sono costituiti prevalentemente da stelle molto vecchie, di popolazione II a bassa metallicità come quelle dei bulbi delle galassie spirale.
Su Wikipedia leggo che
Le stelle possono seguire percorsi insoliti attraverso l'ammasso, spesso formando cicli o cadendo direttamente verso il nucleo.
La distanza media tra le stelle è di appena sei mesi luce, aumenta a 100 o 1000 stelle per parsec cubico nel nucleo dell'ammasso. ossia a 0,3-0,03 anni luce tra stella e stella (circa 110-11 giorni luce)

Come si formano?

In realtà, non si sa con certezza come si formino gli ammassi globulari.
Si pensa che derivino dal collasso di un'unica nuvola molecolare gigante, il che implicherebbe che siano composti da stelle con età e composizione simile, però si osservano sempre più spesso ammassi contenenti differenti popolazioni stellari. Però, questi ammassi potrebbero potrebbero aver incontrato nel loro viaggio altre nubi molecolari, che forse hanno innescato un secondo ciclo di formazione stellare.
In ogni caso, gli ammassi globulari si formano prevalentemente nelle regioni starburst e nelle galassie interagenti .
Può anche essere che una parte di essi si siano formati in galassie nane e poi siano stati rimossi dalle forze di marea di galassie più grandi.
In nessun ammasso globulare conosciuto si riscontra attività di formazione stellare, coerentemente con l'idea che gli ammassi globulari siano gli oggetti più antichi della loro galassia.

Forse da molti dischi di accrescimento ognuno con un suo asse non parallelo rispetto agli altri?

No, data la forma degli ammassi, non possiamo pensare ad un disco di accrescimento, visto che sono più o meno sferici e non a disco (appunto).

Le stelle molto vecchie, la mancanza della formazione di nuove per mancanza di gas interstellare, l'estrema densità stellare la stessa formazione degli ammassi non potrebbero indicare la presenza di buchi neri relativamente massicci al centro?

Probabilmente, negli ammassi ci sono diversi BN, e date le orbite caotiche non possiamo escludere che ce ne siano diversi massicci dati dalla fusione di BN stellari.

BULBI DELLE GALASSIE SPIRALE
I bulbi delle galassie spirali assomigliano a piccole galassie ellittiche e agli ammassi globulari.
Non sono sferoidali come gli ammassi globulari ma schiacciati anche se ben più spessi del disco della galassia più piatto e spesso con bracci e come negli ammassi globulari anche qui le stelle si muovono lungo orbite casuali rispetto al piano della galassia

Come si forma una galassia spirale col suo bulbo?

Ci sono diverse teorie.
Una prevede il collasso di una gigantesca nube di gas, che abbia un piccolo momento angolare che poi viene conservato nel collasso, causando la formazione del disco. Il disco poi si raffredda e si spezza in diverse nubi più piccole, da cui si formano le stelle.
Un'altra prevede che siano create invece piccole nubi che collassano ( magari come ammassi globulari) e che poi si fondono a formare galassie.

Al momento, però, sono solo ipotesi.

Da un unico disco di accrescimento o da più dischi e come si forma il bulbo è più spesso perchè le stelle le stelle si muovono lungo orbite casuali rispetto al piano della galassia, se si perchè nel bulge le stelle orbitano dove vogliono loro?
Al centro della maggior parte delle galassie vi è quasi sempre un enorme BN di milioni o miliardi di masse solari che sembra possa aver innescato la formazione della galassia stessa, ma perché è composta in due parti ben distinte ossia bulbe e disco piatto?

Bella domanda. Forse, perchè il BN supermassiccio al centro della galassia porta le stelle più vicine ad orbitarci intorno in maniera simmetrica (sferica), mentre via via che ci si allontana dal centro, la forza del BN scema e prevale il momento angolare delle stelle nel disco. Chissà...

Dimenticavo il 70% delle galassie spirali ha una barra da cui partono i bracci spirale, secondo Wikipedia:

https://it.wikipedia.org/wiki/Galassia_a_spirale_barrata

...la formazione della barra si ritiene sia causata da un'onda di densità che si irradia dal centro della galassia dando una nuova forma all'orbita delle stelle interne. Nel corso del tempo questo effetto si estende anche a stelle in orbite più lontane, creando così una struttura a barra che si autoalimenta.
Non capisco cosa si intenda per onda di densità sembra quasi che formi una specie di stampo in cui si addensano e annidano le stelle che quindi compirebbero un giro completo attorno al centro tutte nello stesso tempo sia quelle più vicine al bulbo sia quelle più lontane.

E' un po' come quando si formano gli ingorghi nelle autostrade: non tutte le auto viaggiano alla stessa velocità, e quelle più veloci vengono rallentate da quelle più lente che stanno davanti (nel caso delle galassie, la massa delle stelle più lente rallenta le più veloci, e viceversa).
Si generano così degli intasamenti, che però col tempo si risolvono (quando le auto più veloci sorpassano le più lente). Questo è il senso delle onde di densità.

Sempre secondo lo stesso link di Wikipedia: Le barre sono considerate fenomeni temporanei nella vita delle galassie a spirale; la struttura della barra decade nel tempo, trasformando le galassie barrate in galassie a struttura normale. Inoltre la proporzione di galassie a spirale barrate è cambiata nel corso della storia dell'universo; 8 miliardi di anni fa, le barrate rappresentavano solo il 10%, sono salite al 25 % due miliardi e mezzo di anni fa e attualmente rappresentano i due terzi del totale delle galassie nell'universo visibile.[3]
Quindi è importante il quando, prima dell'aumento della velocità di espansione erano solo 10% poi sono aumentate al 25% e ora sono schizzate al 70%
Come si fa a dire che le barre sono un effetto temporaneo, se ora sono presenti nel 70% delle galassie sembrerebbe che siano una evoluzione della vita di una galassia o no?

Gli scienziati credono che la barra sia il risultato di un'onda di densità che parte dal centro della galassia e che rimodella le orbite delle stelle interne; l'effetto si accumula col passare del tempo fino alle stelle che orbitano più lontano, creando una struttura a barre che si autoalimenta.


La barra si pensa che incanali il gas verso il core della galassia dalle braccia della spirale, il che spiega perché le galassie a spirale barrata spesso hanno nuclei galattici attivi.


Le barre decadrebbero nel tempo, in quanto superata una certa massa si compromette la stabilità della struttura complessiva della barra, infatti, le galassie barrate con una massa elevata della barra tendono ad avere barre corte e tozze.
Visto che parecchie galassie a spirale hanno la barra, è possibile che le barre si riformino ciclicamente (in media ogni due miliardi di anni).

[Ro84]

Probabilmente, negli ammassi ci sono diversi BN, e date le orbite caotiche non possiamo escludere che ce ne siano diversi massicci dati dalla fusione di BN stellari.

Non solo, ma esistono a quanto pare anche stelle nate dalla fusione fra due o più stelle, proprio a causa della forte interazione che può generarsi in un ammasso con una densità così alta e stelle in orbite caotiche. Vengono chiamate "vagabonde blu" (blue stragglers) e sono stelle apparentemente "fuori posto", perché hanno una grande massa e uno spettro tipico delle stelle azzurre di classe spettrale B: entrambe le cose sono apparentemente in forte in contrasto con la natura antica degli ammassi globulari, perché simili stelle non possono avere 12 miliardi di anni dato che terminano il proprio ciclo vitale in poche decine di milioni di anni al massimo; da qui il nome "vagabonde blu" o "erratiche blu". La loro natura però si spiega se appunto si ipotizza che si siano originate dalla fusione-collisione fra stelle, generando quindi una stella la cui massa è pari alla somma delle stelle originarie. Più fusioni possono quindi arrivare a generare una stella massiccia di classe B o anche superiore, che potrebbe persino esplodere come supernova se raggiungesse la massa necessaria.

[Red Hanuman]

Certo, @Ro84 . Ne abbiamo parlato QUI, tempo fa.

[Morimondo]

Un'altra prevede che siano create invece piccole nubi che collassano ( magari come ammassi globulari) e che poi si fondono a formare galassie.

Be tante piccole nubi tra loro relativamente vicine che collassano potrebbero formare tanti dischi di accrescimento con assi non paralleli tra loro e ciò potrebbe spiegare la forma sferoide o ovalizzata del bulbo e le stelle che vanno per i...fatti loro

Visto che parecchie galassie a spirale hanno la barra, è possibile che le barre si riformino ciclicamente (in media ogni due miliardi di anni).

Bello! Mi fa quasi pensare che queste galassie siano un'entità vivente con un loro metabolismo.

[Red Hanuman]

Be tante piccole nubi tra loro relativamente vicine che collassano potrebbero formare tanti dischi di accrescimento con assi non paralleli tra loro e ciò potrebbe spiegare la forma sferoide o ovalizzata del bulbo e le stelle che vanno per i...fatti loro.

Continui a citare i dischi di accrescimento impropriamente. Un disco di accrescimento è appunto un disco, il che prevede un collasso e un momento angolare concorde in tutta la nube.
Gli ammassi però sono globulari, cioè a forma sferica.
Questo vuol dire che la nube iniziale non è collassata, ma si è compattata, mentre in seguito sono cominciati collassi separati (questi sì con disco di accrescimento) per formare le singole stelle.

[Fazio]

C'è una cosa che è per me poco comprensibile.
Sono composti da una moltitudine di stelle via via sempre più vicine man mano che si ci avvicina al centro fin quasi a "sfiorarsi" (si fa per dire) e sono nel contempo vecchissimi miliardi di anni: Come è possibile, in una situazione gravitazionale simile, che le stelle che li compongono non siano collassate già da moltissimo tempo in un unico buco nero.

[Morimondo]

C'è una cosa che è per me poco comprensibile.
Sono composti da una moltitudine di stelle via via sempre più vicine man mano che si ci avvicina al centro fin quasi a "sfiorarsi" (si fa per dire) e sono nel contempo vecchissimi miliardi di anni: Come è possibile, in una situazione gravitazionale simile, che le stelle che li compongono non siano collassate già da moltissimo tempo in un unico buco nero.

Mi hai tolto la domanda che avevo sulla punta della lingua, nel caso di un ammasso globulare con 4000 stelle per anno luce cubico la distanza tra una stella e l'altra deve essere dell'ordine di giorni luce.

[Fazio]

Sempre a proposito di ammassi globulari un articolo interessante anche se, quel che si legge, in gran parte è già stato anticipato @Red Hanuman...

[Red Hanuman]

C'è una cosa che è per me poco comprensibile.
Sono composti da una moltitudine di stelle via via sempre più vicine man mano che si ci avvicina al centro fin quasi a "sfiorarsi" (si fa per dire) e sono nel contempo vecchissimi miliardi di anni: Come è possibile, in una situazione gravitazionale simile, che le stelle che li compongono non siano collassate già da moltissimo tempo in un unico buco nero.

Sicuramente ci sono delle velocità relative e dei momenti angolari molto accentuati tra le varie stelle, che di fatto orbitano tutte attorno al centro di massa dell'ammasso.
Date le età, poi, sicuramente molti scontri ci sono stati nel passato, e ora siamo in una situazione di pseudo equilibrio.

Dico "pseudo equilibrio" non solo per il fatto che le orbite sono sicuramente caotiche, ma anche perchè le stelle si evolvono.
Non dimentichiamo che quando le stelle "muoiono" espellono parte della loro massa (e, nel caso delle supernove a instabilità di coppia, si disperdono completamente), quindi le masse si ridistribuiscono, e tendenzialmente l'amasso tende a disperdersi.

Alcune stelle, poi, possono essere anche espulse dall'ammasso, quindi...