¿Por qué las estrellas de los cúmulos globulares no orbitan todas en el mismo plano?

Question

Los cúmulos globulares como Omega Centauri no parecen ser muy coplanarios.

En otras palabras, ¿por qué la explicación en ¿Por qué nuestros planetas del sistema solar están todos en el mismo disco/plano/capa? (citado más abajo)?

Aún no hemos descifrado todos los detalles sobre cómo se forman los planetas, pero pero es casi seguro que se forman a partir de un disco de material alrededor de una estrella joven. Como el disco está en un solo plano, los planetas también están en ese plano. también en ese plano.

Pero estoy aplazando la pregunta. ¿Por qué debería formarse un disco alrededor de un estrella joven? Mientras la estrella se está formando, hay mucho gas y polvo cayendo sobre ella. Este material tiene momento angular, por lo que se arremolina alrededor del objeto central (es decir, la estrella) y el flujo colisiona con consigo mismo. Las colisiones anulan el momento angular en lo que se convierte en vertical y dispersan el material en horizontal, dando lugar a un disco. horizontal, dando lugar a un disco. Finalmente, este disco se fragmenta y forma planetas. Como he dicho, los detalles no se entienden bien, pero estamos bastante seguros de la parte del disco, y por eso los planetas son coplanares.

Answer 1

Porque las estrellas se forman cada una en su propia región de la nube. Cada evento de formación estelar está separado* de las demás estrellas que no están en el mismo plano orbital. Todas las estrellas no están en un disco como los planetas. This PDF (OBSERVACIONES Y TEORÍA DE LA FORMACIÓN DE CÚSCULOS DE ESTRELLAS) may give you the answers you are looking for .

Además, el Sistema Solar está dominado por una sola masa, el Sol, lo que significa que para la mayoría de los planetas, el Sistema Solar es aproximadamente un problema de dos cuerpos. No ocurre lo mismo en un cúmulo globular, en el que todas las estrellas tienen un tamaño más o menos comparable. Los sistemas de N cuerpos son notoriamente caóticos, por lo que incluso si si las estrellas hubieran empezado con un movimiento ordenado (que no es el caso), sus órbitas serían muy inestables y el cúmulo se relajaría rápidamente en un sistema virial.

*a pesar de los sistemas estelares múltiples que sí se forman unos alrededor de otros, pero esto sólo se aplica a un número limitado de estrellas en comparación con los millones que hay en el cúmulo.

Answer 2

El concepto crucial que subyace a la formación de sistemas orbitales planares como las galaxias espirales y nuestro sistema solar es que la transición de una nube imprecisa con cierto movimiento orbital a un sistema planar disipa parte de la energía cinética del movimiento orbital (lo que puede, convirtiéndola en calor) pero no puede deshacerse del momento angular.

Al desplomarse una nube de gas y polvo, el gas puede "caer" en el plano siguiendo la dirección del momento angular de la nube, y detener su caída transformando su energía potencial gravitatoria en interacciones y, por tanto, en calor en el gas y el polvo vecinos; el momento lineal de la caída se anula mediante contribuciones simétricas procedentes del otro lado del plano.

Por otra parte, la conservación del momento angular impide que el gas caiga a lo largo del plano orbital, ya que las partículas volverán a salir despedidas después de la apoapsis o expulsarán a otras partículas cuando intenten detenerse mediante interacciones. Aquí no hay simetría de ayuda (a menos que $\mathrm L=\mathrm 0$ en cuyo caso no se formará ningún disco).

Así que, para responder a su pregunta, un cúmulo globular es un sistema de muchos cuerpos pero no tiene casi número de cuerpos que intervienen, desde los planetas hasta las moléculas de hidrógeno, en la creación de un sistema planetario. Los encuentros cercanos son probablemente bastante comunes, pero imagino que la dispersión en tres direcciones es bastante rara y me sorprendería mucho que los sobrevuelos inelásticos fueran comunes. Por lo tanto, hay que esperar a que los propios movimientos estelares se termalicen, lo que me imagino que llevará edades . No sé si la cinética estelar está en equilibrio térmico, pero lo dudo; si lo está sería una gran respuesta a esta vieja pregunta .