En astronomía , un bulbo galáctico (o simplemente bulbo ) es un grupo muy apretado de estrellas dentro de una formación estelar más grande . El término se refiere casi exclusivamente al grupo central de estrellas que se encuentra en la mayoría de las galaxias espirales (ver esferoide galáctico ). Históricamente se pensaba que los protuberancias eran galaxias elípticas que tenían un disco de estrellas a su alrededor, pero las imágenes de alta resolución utilizadas por el Telescopio Espacial Hubble han revelado que muchas protuberancias se encuentran en el corazón de una galaxia espiral. Ahora se piensa que hay al menos dos tipos de protuberancias: protuberancias que son como elípticas y protuberancias que son como galaxias espirales.
Los protuberancias que tienen propiedades similares a las de las galaxias elípticas a menudo se denominan "protuberancias clásicas" debido a su similitud con la visión histórica de las protuberancias. [2] Estas protuberancias están compuestas principalmente por estrellas que son más antiguas, estrellas de Población II , y por lo tanto tienen un tono rojizo (ver evolución estelar ). [3] Estas estrellas también se encuentran en órbitas que son esencialmente aleatorias en comparación con el plano de la galaxia, lo que le da al bulbo una forma esférica distintiva. [3] Debido a la falta de polvo y gases, los bulbos tienden a casi no tener formación estelar. La distribución de la luz se describe mediante un perfil Sersic .
Se cree que los abombamientos clásicos son el resultado de colisiones de estructuras más pequeñas. Las fuerzas gravitacionales convulsivas y los pares interrumpen las trayectorias orbitales de las estrellas, lo que da como resultado órbitas abultadas aleatorias. Si alguna de las galaxias progenitoras era rica en gas, las fuerzas de marea también pueden provocar afluencias al núcleo de la galaxia recién fusionada. Después de una fusión importante , las nubes de gas tienen más probabilidades de convertirse en estrellas debido a los choques (ver formación estelar ). Un estudio ha sugerido que alrededor del 80% de las galaxias en este campo carecen de un abultamiento clásico, lo que indica que nunca han experimentado una fusión importante. [4] La fracción de galaxias sin abultamientos del Universo se ha mantenido aproximadamente constante durante al menos los últimos 8 mil millones de años. [5] Por el contrario, alrededor de dos tercios de las galaxias en cúmulos de galaxias densos (como el Cúmulo de Virgo ) poseen un abultamiento clásico, lo que demuestra el efecto perturbador de su hacinamiento. [4]
Muchos bulbos tienen propiedades más similares a las de las regiones centrales de las galaxias espirales que a las de las galaxias elípticas. [6] [7] [8] A menudo se les conoce como pseudobultos o discy-bulges. Estos bulbos tienen estrellas que no orbitan aleatoriamente, sino que orbitan de forma ordenada en el mismo plano que las estrellas del disco exterior. Esto contrasta mucho con las galaxias elípticas.
Estudios posteriores (utilizados por el telescopio espacial Hubble ) muestran que los bulbos de muchas galaxias no están exentos de polvo, sino que muestran una estructura variada y compleja. [3] Esta estructura a menudo parece similar a una galaxia espiral , pero es mucho más pequeña. Las galaxias espirales gigantes suelen tener entre 2 y 100 veces el tamaño de las espirales que existen en forma de protuberancias. Donde existen, estas espirales centrales dominan la luz del bulbo en el que residen. Normalmente, la velocidad a la que se forman nuevas estrellas en pseudobultos es similar a la velocidad a la que se forman estrellas en las galaxias de disco. A veces, los bulbos contienen anillos nucleares que están formando estrellas a un ritmo mucho mayor (por área) que el que normalmente se encuentra en los discos externos, como se muestra en NGC 4314 (ver foto).
Propiedades como la estructura espiral y las estrellas jóvenes sugieren que algunos bulbos no se formaron mediante el mismo proceso que dio lugar a las galaxias elípticas y los bulbos clásicos. Sin embargo, las teorías sobre la formación de pseudobultos son menos seguras que las de los abultamientos clásicos. Los pseudobultos pueden ser el resultado de fusiones extremadamente ricas en gas que ocurrieron más recientemente que las fusiones que formaron los bulbos clásicos (en los últimos 5 mil millones de años). Sin embargo, es difícil que los discos sobrevivan al proceso de fusión, lo que pone en duda este escenario.
Muchos astrónomos sugieren que las protuberancias que parecen discos se forman fuera del disco y no son producto de un proceso de fusión. Cuando se las deja solas, las galaxias de disco pueden reorganizar sus estrellas y su gas (como respuesta a las inestabilidades). Los productos de este proceso (llamado evolución secular) se observan a menudo en este tipo de galaxias; Tanto los discos espirales como las barras galácticas pueden resultar de la evolución secular de los discos de galaxias. También se espera que la evolución secular envíe gas y estrellas al centro de una galaxia. Si esto sucede, aumentaría la densidad en el centro de la galaxia y, por lo tanto, se formaría un abultamiento que tiene propiedades similares a las de las galaxias de disco.
Si la evolución secular, o la evolución lenta y constante de una galaxia, [9] es responsable de la formación de un número significativo de protuberancias, entonces muchas galaxias no han experimentado una fusión desde la formación de su disco. Esto significaría entonces que las teorías actuales sobre la formación y evolución de galaxias sobrepredicen en gran medida el número de fusiones en los últimos miles de millones de años. [3] [4] [5]
Las galaxias de borde a veces pueden tener un bulto cuadrado o de maní con forma de X. La naturaleza cuadrada del abultamiento de la Vía Láctea fue revelada por el satélite COBE y luego confirmada por el estudio VVV con la ayuda de grupos de estrellas rojas . El estudio VVV también encontró dos poblaciones superpuestas de grupos de estrellas rojas y una protuberancia en forma de X. El satélite WISE confirmó más tarde la forma de X del bulto. La forma de X constituye el 45% de la masa del bulbo de la Vía Láctea. [10] Las protuberancias cuadradas/de maní son de hecho la barra de una galaxia vista de canto. [11] Otras galaxias de borde también pueden mostrar una barra cuadrada o de maní, a veces con forma de X.
Se cree que la mayoría de los protuberancias y pseudoprotuberancias albergan una masa compacta relativista central, que tradicionalmente se supone que es un agujero negro supermasivo . Estos agujeros negros, por definición, no pueden observarse directamente (la luz no puede escapar de ellos), pero varias pruebas sugieren su existencia, tanto en los bulbos de las galaxias espirales como en los centros de las elípticas. Las masas de los agujeros negros se correlacionan estrechamente con las propiedades de abultamiento. La relación M-sigma relaciona la masa del agujero negro con la velocidad de dispersión de las estrellas del bulbo, [13] [14] mientras que otras correlaciones involucran la masa estelar total o la luminosidad del bulbo, [15] [16] [17] la concentración central de estrellas en el bulbo, [18] la riqueza del sistema de cúmulos globulares que orbitan en las afueras de la galaxia, [19] [20] y el ángulo sinuoso de los brazos espirales. [21]
Hasta hace poco se pensaba que no podía haber un agujero negro supermasivo sin un bulto circundante. Ahora se han observado galaxias que albergan agujeros negros supermasivos sin protuberancias que los acompañen. [4] [22] [23] La implicación es que el entorno de abultamiento no es estrictamente esencial para la siembra inicial y el crecimiento de agujeros negros masivos.
