Galáxias Espirais e de Disco

Galáxias espirais e de disco são sistemas achatados, sustentados pela rotação, cujos discos ricos em gás abrigam formação estelar contínua e os característicos braços espirais.

Definition

Galáxias espirais e de disco são galáxias dominadas por um disco achatado de estrelas e gás, sustentado rotacionalmente, frequentemente exibindo braços espirais e, por vezes, uma barra central, nas quais o arrefecimento do gás sustenta a formação estelar contínua.

Scope

Este tópico abrange a estrutura dos discos galácticos, a origem e a natureza dos braços espirais, incluindo a teoria da onda de densidade, o papel das barras em galáxias de disco, a relação entre luminosidade e velocidade de rotação expressa pela relação de Tully-Fisher, e a conexão entre discos e formação estelar.

Core questions

• Qual é a estrutura dinâmica de um disco galáctico?
• O que produz os braços espirais, e são eles padrões de longa duração ou características transientes?
• Como as barras afetam a evolução das galáxias de disco?
• Como a relação de Tully-Fisher conecta a rotação de uma espiral à sua luminosidade?

Key theories

Teoria da onda de densidade dos braços espirais

Lin e Shu propuseram que os braços espirais são ondas de densidade de longa duração através das quais estrelas e gás passam, em vez de estruturas materiais fixas, explicando como os braços persistem apesar da rotação diferencial.

A relação de Tully-Fisher

Uma correlação estreita liga a luminosidade de uma galáxia espiral à sua velocidade de rotação, fornecendo tanto um indicador de distância quanto uma restrição que relaciona a matéria luminosa e escura nos discos.

Evolução do disco impulsionada por barra

As barras estelares redistribuem o momento angular, canalizam o gás para o centro e podem construir pseudobulbos, tornando-as motores chave da evolução secular das galáxias de disco.

Clinical relevance

Galáxias de disco como a Via Láctea são os locais dominantes da formação estelar atual, e a relação de Tully-Fisher tem sido uma ferramenta fundamental na escala de distância extragaláctica e uma sonda do conteúdo de matéria escura dos discos.

History

A persistência dos braços espirais apesar da rotação diferencial, o chamado problema do enrolamento, motivou a teoria da onda de densidade de Lin e Shu em 1964. A relação de Tully-Fisher de 1977 forneceu aos discos um poderoso indicador de distância, enquanto simulações numéricas posteriores esclareceram os papéis das barras e dos braços transientes.

Key figures

• Chia-Chiao Lin
• Frank Shu
• Brent Tully
• Alar Toomre

Seminal works

• linshu1964
• tully1977
• binney2008

Frequently asked questions

Se as galáxias giram diferencialmente, por que os braços espirais não se enrolam?

A teoria da onda de densidade resolve este problema de enrolamento tratando os braços como padrões de onda que giram mais lentamente do que as estrelas e o gás, que fluem através dos braços em vez de estarem permanentemente presos a eles.

Todas as espirais são barradas?

Não, mas uma grande fração é. A Via Láctea tem uma barra, e levantamentos mostram que aproximadamente metade a dois terços das galáxias de disco próximas exibem uma barra, a proporção dependendo do comprimento de onda e da definição.