Galaxia esferoidal enana

Una galaxia esferoidal enana ( dSph ) es un término astronómico que se aplica a galaxias pequeñas, de baja luminosidad, con muy poco polvo y una población estelar más antigua. Se encuentran en el Grupo Local como compañeras de la Vía Láctea y como sistemas que son compañeros de la Galaxia de Andrómeda (M31). Si bien son similares a las galaxias elípticas enanas en apariencia y propiedades como poco o nada de gas o polvo o formación estelar reciente , tienen una forma aproximadamente esferoidal y generalmente tienen una luminosidad menor.

A pesar de que los radios de las dSphs son mucho mayores que los de los cúmulos globulares , son mucho más difíciles de encontrar debido a sus bajas luminosidades y brillos superficiales. Las galaxias enanas esferoidales tienen un amplio rango de luminosidades, y las galaxias enanas esferoidales conocidas abarcan varios órdenes de magnitud de luminosidad. ^[1] Sus luminosidades son tan bajas que Ursa Minor , Carina y Draco , las galaxias enanas esferoidales conocidas con las luminosidades más bajas, tienen relaciones masa-luz (M/L) mayores que las de la Vía Láctea. ^[2] Las esferoidales enanas también tienen poco o nada de gas sin signos obvios de formación estelar reciente. ^{[3] [4]} Dentro del Grupo Local , las dSphs se encuentran principalmente cerca de la Vía Láctea y M31 . ^{[5] [6]}

Las primeras galaxias enanas esferoidales descubiertas fueron Sculptor y Fornax en 1938. ^[2] El Sloan Digital Sky Survey ha dado como resultado el descubrimiento de 11 galaxias enanas esferoidales más a partir de 2007. ^[7] Para 2015, se descubrieron muchas más galaxias enanas esferoidales ultra débiles, todas satélites de la Vía Láctea. ^{[8] Se descubrieron nueve galaxias} enanas esferoidales potencialmente nuevas en 2015. ^[9] Cada galaxia enana esferoidal recibe el nombre de las constelaciones en las que se descubre, como la galaxia enana esferoidal de Sagitario , todas las cuales consisten en estrellas generalmente mucho más antiguas que 1-2 mil millones de años que se formaron en el lapso de muchos gigaaños. ^[2]

Por ejemplo, el 98% de las estrellas de la galaxia enana esferoidal Carina tienen más de 2 mil millones de años y se formaron en el transcurso de tres explosiones hace unos 3, 7 y 13 mil millones de años. ^[2] También se ha descubierto que las estrellas de Carina son pobres en metales. ^[10] Esto es diferente a lo que ocurre con los cúmulos estelares porque, mientras que los cúmulos estelares tienen estrellas que se formaron más o menos al mismo tiempo, las galaxias enanas esferoidales experimentan múltiples explosiones de formación estelar. ^[2]

Debido a la debilidad de las galaxias enanas esferoidales de menor luminosidad y a la naturaleza de las estrellas que contienen, algunos astrónomos sugieren que las galaxias enanas esferoidales y los cúmulos globulares pueden no ser tipos de objetos claramente separados y distintos. ^[11] Sin embargo, otros estudios recientes han encontrado una distinción en el sentido de que la cantidad total de masa inferida a partir de los movimientos de las estrellas en las galaxias enanas esferoidales es muchas veces la que se puede explicar por la masa de las propias estrellas. Los estudios revelan que las galaxias enanas esferoidales tienen una masa dinámica de alrededor de 10 ⁷  M _☉ , que es muy grande a pesar de la baja luminosidad de las galaxias dSph. ^[1]

Aunque las galaxias enanas esferoidales tienen una luminosidad más débil, no existe un consenso universal sobre cómo diferenciar entre una galaxia enana esferoidal y un cúmulo estelar; sin embargo, muchos astrónomos deciden esto dependiendo de la dinámica del objeto: si parece tener más materia oscura , entonces es probable que sea una galaxia enana esferoidal en lugar de un enorme y débil cúmulo estelar . En el modelo cosmológico de materia oscura fría Lambda , actualmente aceptado predominantemente , la presencia de materia oscura se cita a menudo como una razón para clasificar a las galaxias enanas esferoidales como una clase diferente de objeto de los cúmulos globulares , que muestran pocos o ningún signo de materia oscura. Debido a las cantidades extremadamente grandes de materia oscura en las galaxias enanas esferoidales, pueden merecer el título de "galaxias más dominadas por la materia oscura". ^[12]

Otra evidencia de la prevalencia de materia oscura en dSphs incluye el caso de la galaxia esferoidal enana Fornax, que se puede suponer que está en equilibrio dinámico para estimar la masa y la cantidad de materia oscura, ya que los efectos gravitacionales de la Vía Láctea son pequeños. ^[13] A diferencia de la galaxia Fornax, existe evidencia de que la UMa2, una galaxia esferoidal enana en la constelación de la Osa Mayor , experimenta fuertes perturbaciones de marea de la Vía Láctea. ^[9]

Un tema de investigación es en qué medida la dinámica interna de las galaxias enanas esferoidales se ve afectada por la dinámica de marea gravitacional de la galaxia que orbitan. En otras palabras, las galaxias enanas esferoidales podrían verse impedidas de alcanzar el equilibrio debido al campo gravitacional de la Vía Láctea u otra galaxia que orbitan. ^[2] Por ejemplo, la galaxia enana esferoidal Sextans tiene una dispersión de velocidad de 7,9 ± 1,3 km/s, que es una dispersión de velocidad que no podría explicarse únicamente por su masa estelar según el Teorema del Virial . De manera similar a Sextans, estudios previos de la galaxia enana esferoidal Hércules revelan que su trayectoria orbital no corresponde a la masa contenida en Hércules. ^[14] Además, existe evidencia de que la UMa2, una galaxia enana esferoidal en la constelación de la Osa Mayor , experimenta fuertes perturbaciones de marea de la Vía Láctea. ^[9]