Un halo galáctico es un componente extendido, aproximadamente esférico, de una galaxia que se extiende más allá del componente visible principal. [1] Varios componentes distintos de una galaxia componen su halo: [2] [3]
La distinción entre el halo y el cuerpo principal de la galaxia es más clara en las galaxias espirales , donde la forma esférica del halo contrasta con el disco plano . En una galaxia elíptica , no hay una transición brusca entre los demás componentes de la galaxia y el halo.
Un halo se puede estudiar observando su efecto sobre el paso de la luz desde objetos distantes y brillantes, como los quásares , que se encuentran en la línea de visión más allá de la galaxia en cuestión. [4]
El halo estelar es una población casi esférica de estrellas de campo y cúmulos globulares . Rodea la mayoría de las galaxias de disco, así como algunas galaxias elípticas de tipo cD . Una pequeña cantidad (alrededor del uno por ciento) de la masa estelar de una galaxia reside en el halo estelar, lo que significa que su luminosidad es mucho menor que la de otros componentes de la galaxia.
El halo estelar de la Vía Láctea contiene cúmulos globulares, estrellas RR Lyrae con bajo contenido de metales y subenanas . En nuestro halo estelar, las estrellas tienden a ser viejas (la mayoría tienen más de 12 mil millones de años) y pobres en metales, pero también hay cúmulos de estrellas del halo con un contenido de metal observado similar al de las estrellas de disco . Las estrellas del halo de la Vía Láctea tienen una dispersión de velocidad radial observada de unos 200 km/s y una velocidad media de rotación baja de unos 50 km/s. [5] La formación de estrellas en el halo estelar de la Vía Láctea cesó hace mucho tiempo. [6]
Una corona galáctica es una distribución de gas que se extiende muy lejos del centro de la galaxia. Puede detectarse por el espectro de emisión distinto que emite, que muestra la presencia de gas HI (H uno, línea de microondas de 21 cm) y otras características detectables mediante espectroscopía de rayos X. [7]
El halo de materia oscura es una distribución teorizada de materia oscura que se extiende por toda la galaxia y mucho más allá de sus componentes visibles. La masa del halo de materia oscura es mucho mayor que la masa de los demás componentes de la galaxia. Se plantea la hipótesis de su existencia para explicar el potencial gravitacional que determina la dinámica de los cuerpos dentro de las galaxias. La naturaleza de los halos de materia oscura es un área importante en la investigación actual en cosmología , en particular su relación con la formación y evolución galáctica . [8]
El perfil Navarro-Frenk-White es un perfil de densidad ampliamente aceptado del halo de materia oscura determinado mediante simulaciones numéricas. [9] Representa la densidad de masa del halo de materia oscura en función de la distancia al centro galáctico:
donde es un radio característico del modelo, es la densidad crítica ( siendo la constante de Hubble ) y es una constante adimensional. Sin embargo, el componente del halo invisible no puede extenderse indefinidamente con este perfil de densidad; esto conduciría a una integral divergente al calcular la masa. Sin embargo, proporciona un potencial gravitacional finito para todos . La mayoría de las mediciones que se pueden realizar son relativamente insensibles a la distribución de masa del halo exterior. Esto es una consecuencia de las leyes de Newton , que establecen que si la forma del halo es esferoidal o elíptica no habrá ningún efecto gravitacional neto de la masa del halo a una distancia del centro galáctico sobre un objeto que esté más cerca del centro galáctico que . La única variable dinámica relacionada con la extensión del halo que puede limitarse es la velocidad de escape : los objetos estelares que se mueven más rápido todavía unidos gravitacionalmente a la galaxia pueden dar un límite inferior al perfil de masa de los bordes exteriores del halo oscuro. [10]
La formación de halos estelares se produce de forma natural en un modelo de materia oscura fría del universo en el que la evolución de sistemas como los halos se produce de abajo hacia arriba, lo que significa que la estructura a gran escala de las galaxias se forma a partir de objetos pequeños. Los halos, que están compuestos de materia bariónica y oscura, se forman fusionándose entre sí. La evidencia sugiere que la formación de halos galácticos también puede deberse a los efectos del aumento de la gravedad y la presencia de agujeros negros primordiales. [11] El gas de las fusiones de halos se dirige hacia la formación de los componentes galácticos centrales, mientras que las estrellas y la materia oscura permanecen en el halo galáctico. [12]
Por otro lado, se cree que el halo de la Vía Láctea deriva de la Salchicha Gaia .
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