Grupo local de galaxias

grupo local
cúmulo de galaxias

Estructura del Grupo Local
datos observacionales
Número de galaxias Más de 100 galaxias
La galaxia más brillante Galaxia de Andromeda
El tamaño 2-3 megaparsecs
supercúmulo Supercúmulo local de galaxias
¿ Información en Wikidata  ?

El Grupo Local de Galaxias ( Grupo Local ) es un grupo de galaxias que contiene la Vía Láctea y más de 100 otras galaxias. Su tamaño es de 2-3 megaparsecs , la masa total es de aproximadamente 4-5⋅10 12 M ⊙ .

Según varios parámetros, el Grupo Local está dominado por dos galaxias espirales : la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea, nuestra Galaxia. La Galaxia de Andrómeda es más grande que nuestra Galaxia y contiene más estrellas, pero la Vía Láctea tiene una masa comparable o incluso mayor que la Galaxia de Andrómeda. El Grupo Local incluye galaxias de diferentes tipos morfológicos : galaxias espirales, galaxias irregulares de varias luminosidades, y las clases de objetos más numerosas son las galaxias enanas elípticas y esferoidales enanas .

Cada una de estas galaxias tiene un sistema de satélites, estos sistemas se denominan, respectivamente, el subgrupo de Andrómeda y el subgrupo de la Vía Láctea , y algunas galaxias no están asociadas con ninguno de estos grupos. El espacio entre las galaxias contiene gas, que fluye gradualmente hacia las galaxias.

El Grupo Local está ubicado en el Supercúmulo Local de Galaxias . En el centro del Supercúmulo Local se encuentra el Cúmulo de Virgo , que contiene más de 1000 galaxias, del cual el Grupo Local está a 10 megaparsecs de distancia. Cerca de los límites del Grupo Local hay una serie de galaxias cuya pertenencia al Grupo Local no es del todo obvia, por ejemplo, el grupo Pump-Sextant..

Información general

El Grupo Local de galaxias, también llamado simplemente Grupo Local, es un grupo de galaxias unido gravitacionalmente [1] que contiene la Vía Láctea y varias otras galaxias grandes como la Galaxia de Andrómeda y la Galaxia del Triángulo , así como más de 100 menos galaxias masivas [2] . Su diámetro es de 2 a 3 megaparsecs [3] [4] , su masa total es de aproximadamente 4 a 5⋅10 12 M ⊙ [5] y su luminosidad total es de 4,2⋅10 10 10 L ⊙ [6] .

La mayoría de las galaxias del Universo se encuentran en grupos relativamente pequeños de galaxias como el Grupo Local. Solo una minoría de galaxias están aisladas o pertenecen a grandes cúmulos de galaxias [7] .

Galaxias del Grupo Local

Parámetros básicos de las galaxias

En términos de masa, tamaño y otros parámetros, el Grupo Local está dominado por dos galaxias espirales : la galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea  , nuestra Galaxia. La Galaxia de Andrómeda es más grande que nuestra Galaxia y contiene más estrellas, pero la Vía Láctea tiene una masa comparable o incluso mayor que la Galaxia de Andrómeda, gracias a un halo masivo de materia oscura [8] . La tercera gran galaxia espiral, la galaxia Triangulum  , es significativamente inferior a las dos primeras en masa [9] . Tiene un tipo morfológico tardío , mientras que la galaxia de Andrómeda pertenece a las galaxias espirales de tipo temprano [1] [10] . Las galaxias restantes del grupo son pequeñas: las dos más grandes son las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña  , un par de satélites interconectados de la Vía Láctea que pertenecen a galaxias irregulares [11] [1] .

Si aceptamos que las galaxias con una magnitud absoluta inferior a −18 m son enanas , entonces todas las galaxias, excepto la Vía Láctea, la Galaxia de Andrómeda, la Galaxia del Triángulo y la Gran Nube de Magallanes, pertenecen a ellas. Las galaxias enanas del Grupo Local se dividen en tres tipos: enanas irregulares , enanas elípticas y enanas esferoidales . Este último tipo es el más numeroso, y de las 75 galaxias conocidas en 2012, 53 son precisamente esferoidales enanas [12] [13] . Las galaxias irregulares enanas incluyen objetos como NGC 6822 , IC 1613 y Leo I , mientras que un ejemplo de galaxia irregular brillante es la Gran Nube de Magallanes. Entre las galaxias elípticas enanas, la más brillante es M 32 , y las galaxias esferoidales enanas incluyen, por ejemplo, la galaxia enana en Sculptor y NGC 205 . Por lo tanto, el Grupo Local contiene galaxias de diferentes tipos morfológicos: solo están ausentes las galaxias elípticas gigantes y las galaxias compactas azules , aunque IC 10 probablemente esté cerca de este último tipo [1] [10] .

Distribuciones de parámetros

Según los datos, que son completos hasta la magnitud absoluta −11 m , la función de luminosidad se describe mediante la función de Schechter [comm. 1] con exponente . Para el Grupo Local, este valor corresponde a una pendiente menos pronunciada del gráfico de esta función que para muchos cúmulos ricos de galaxias [16] .

Para las galaxias del Grupo Local, se conoce la relación entre luminosidad y metalicidad : las galaxias más brillantes y, por lo tanto, más masivas tienen un mayor contenido de elementos pesados. Existe una relación promedio para la magnitud absoluta y la metalicidad , con galaxias de tipos morfológicos tempranos que generalmente tienen luminosidades más bajas que las predichas por esta relación, mientras que las galaxias irregulares tienen luminosidades más altas. Otra relación relaciona la escala exponencial del disco de la galaxia con la luminosidad: cuanto mayor es la luminosidad, mayor es la escala exponencial [17] .

Hay un pequeño número de galaxias cerca del centro de masa del Grupo Local, lo que no es de extrañar, ya que el centro de masa se encuentra entre nuestra Galaxia y la galaxia de Andrómeda, y un gran número de galaxias se encuentran cerca de estas dos. La mitad de las galaxias del Grupo Local están a menos de 450 kiloparsecs de su centro de masa, y más allá de los 900 kiloparsecs casi no hay galaxias, por lo que el Grupo Local es bastante compacto [18] .

Existe una correlación entre el tipo morfológico de las galaxias y su entorno. Por lo tanto, la mayoría de las galaxias esferoidales y esferoidales enanas están en el subgrupo de la Vía Láctea o en el subgrupo de Andrómeda (ver más abajo ), y las galaxias irregulares están principalmente dispersas en otras partes del Grupo Local [19] .

  • Algunas relaciones para galaxias del Grupo Local

  • Relación entre luminosidad y escala de disco exponencial para galaxias del Grupo Local

  • Relación de luminosidad y metalicidad para galaxias del Grupo Local

  • Distribución de metalicidad de estrellas en cuatro galaxias del Grupo Local

Galaxias del Grupo Local con una magnitud absoluta más brillante que −12 m [20] [21]
Nombre tipo morfológico Coordenadas ( J2000 ) Distancia al Sol ( kiloparsec ) Masa bruta ( M ⊙ ) Diámetro (kiloparsec) [comm. 2] Magnitud absoluta ( V ) Magnitud aparente (V)
ascensión recta declinación
Galaxia de Andrómeda (M 31, NGC 224) [23] [24] SA(s)b 00 h  42 min  44,3 s 41° 16' 08" 760 0.8—1.5⋅10 12 [com. 3] [25] [26] [27] 47 −21.2m _ 3,4 m _
vía Láctea SBbc [28] 17h 45m  40s  _ _ _ −29° 00.5′ ocho 1—2⋅10 12 [com. 3] [29] [30] 32 [31] [32] −20,9 millones _
Galaxia del Triángulo (M 33, NGC 598) [33] [34] SA(s)cd 01 h  33 min  50,9 s 30° 39′ 37″ 795 8⋅10 10 [35] 18.8 −18,9m _ 5,9 m _
Gran Nube de Magallanes [36] [37] SB(s)m 05 h  23 min  34,6 s −69° 45′ 22″ cincuenta 0,6—2⋅10 10 [38] 9.9 −18,5 m _ 0,4 metros
Pequeña Nube de Magallanes (NGC 292) [39] [40] SB(s)m pec 00 h  52 min  38,0 s −72° 48′ 01″ 59 3—5⋅10 9 [41] 5.8 −17,1 m _ 2,0 m _
M 32 (NGC 221) [42] [43] E2 00 h  42 min  41,8 s 40° 51′ 55″ 760 0,8—1,4⋅10 9 [44] 2.5 −16,5 m _ 8.1m _
M 110 (NGC 205) [45] [46] Sph 00 h  40 min  22,0 s 41° 41′ 08″ 760 7.5⋅10 8 [47] 5.2 −16,4 m _ 8.1m _
CI 10 [48] [49] Ir 00 h  20 min  23,2 s 59° 17′ 35″ 660 6⋅10 8 [50] 3.8 −16,3 m _ 10,4 m _
NGC 6822 [51] [52] Ir 19 h  44 min  56,2 s −14° 47′ 51″ 500 1.9⋅10 9 [53] 2.8 −16,0 metros 8,5 metros
NGC 185 [54] [55] Sph 00 h  38 min  57,9 s 48° 20′ 15″ 660 6.6⋅10 8 [56] 3.2 −15,6 m _ 9.1m _
CI 1613 [57] [58] Ir 01 h  04 min  54,2 s 02° 08′ 00″ 725 10 8 [59] 4.6 −15,3 m _ 9.1m _
NGC 147 [60] [61] Sph 00 h  33 min  12,1 s 48° 30′ 31″ 660 3,2–7,8⋅10 7 [62] 3.3 −15,1 m _ 9,5 metros
Wolf-Landmark-Melott (DDO 221) [63] [64] Ir 00 h  01 min  57,9 s −15° 27′ 50″ 925 1.5⋅10 8 [65] 3.5 −14,4 m _ 10,4 m _
Sagitario (dSph) [66] [67] dSph 18 h  55  min 03,1 s −30° 28′ 42″ 24 1.5⋅10 8 [68] −13,8 m _
Horno (dSph) [69] [70] dSph 02 h  39 min  59,3 s −34° 26′ 57″ 138 6.8⋅10 7 [71] 2.8 −13,1 m _ 7,3 metros
Pegaso (dIrr) (DDO 216) [72] [73] Ir 23 h  51 min  46,4 s 24° 35′ 11″ 760 1.6–3.8⋅10 7 [74] −12,3 m _ 12,6 m _

Estructura del Grupo Local

La Galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea tienen distintos sistemas de satélites que, en el Grupo Local, forman el subgrupo de Andrómeda y el subgrupo de la Vía Láctea , cada uno con más de dos docenas de galaxias. Varias docenas de galaxias están incluidas en el Grupo Local, pero no pertenecen a ninguno de estos dos subgrupos, aunque se pueden distinguir varios subgrupos más pequeños en el Grupo Local [1] . La Galaxia del Triángulo es posiblemente un satélite de la Galaxia de Andrómeda y, a su vez, puede albergar a LGS 3 como satélite [4] . El subgrupo de la Vía Láctea se extiende por 300 kiloparsecs, y la distancia entre él y el subgrupo de Andrómeda es de unos 760 kiloparsecs [75] [76] .

Movimiento de galaxias

El Sol se desplaza con respecto al Grupo Local a una velocidad de 306 km/s, en dirección a un punto de la esfera celeste con coordenadas galácticas , llamado vértice . Este movimiento se manifiesta en que las galaxias del Grupo Local cercanas al ápice tienen velocidades radiales negativas, es decir, se acercan al Sol, mientras que las alejadas del ápice tienen velocidades radiales positivas. La velocidad de dispersión de las galaxias en el Grupo Local es de 61 km/s [77] [78] . La Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda se acercan a una velocidad de 120 km/s, lo que en el futuro provocará su colisión y fusión (ver más abajo ) [79] [80] [81] .

Entorno intergaláctico

El Grupo Local contiene gas en el espacio entre las galaxias , que fluye gradualmente hacia las galaxias: por ejemplo, la masa de la Vía Láctea aumenta aproximadamente un 1% cada mil millones de años debido al flujo de materia. Al mismo tiempo, cuando tienen lugar interacciones de marea entre galaxias , el gas es expulsado de vuelta al medio intergaláctico [82] .

Inicialmente, las nubes intergalácticas se descubrieron como nubes de gas que se desplazaban a altas velocidades radiales, por lo que se las llamó nubes de alta velocidad .( Nube de alta velocidad en inglés  ) [83] [84] . Una de esas nubes, llamada Complejo C, está al menos a 2,4 kiloparsecs de distancia y cae en la Vía Láctea a más de 100 km/s. Teniendo en cuenta que la metalicidad de la materia en esta estructura es aproximadamente el 9% de la solar, el Complejo C no podría haber sido expulsado de la Vía Láctea por una fuente galáctica [82] antes .

Las nubes intergalácticas típicas del Grupo Local tienen una masa del orden de 3⋅10 8 M ⊙ y un diámetro de 30 kiloparsecs, y la concentración de gas en ellas es del orden de 10 −4 cm −3 . Las nubes intergalácticas tienen velocidades radiales más bajas que las galaxias en el Grupo Local a la misma distancia angular del vértice del Sol (ver arriba ): esta característica indica que las nubes intergalácticas continúan cayendo en el Grupo Local [85] .

Ubicación e interacción con otros objetos

Ubicación y tráfico

El Grupo Local está a unos 10 megaparsecs del gran Cúmulo de Virgo , que contiene más de 1000 galaxias. Por esta razón, a veces se dice que el Grupo Local está ubicado en las afueras de este cúmulo, aunque los límites de los grupos y cúmulos de galaxias son bastante convencionales [3] .

En cualquier caso, el Grupo Local está en el Supercúmulo Local de galaxias , que tiene en su centro al Cúmulo de Virgo. Un supercúmulo local es una estructura achatada libre gravitacionalmente, de decenas de megaparsecs de tamaño, que contiene alrededor de 100 grupos y cúmulos de galaxias [1] [86] .

En relación con el fondo cósmico de microondas, el Grupo Local se mueve a una velocidad de 627 km/s hacia un punto de la esfera celeste con coordenadas galácticas . El 44% de este movimiento es causado por la atracción del Gran Atractor  — una región con una mayor concentración de galaxias, distante por 80 megaparsecs, con una masa de 10 15 M ⊙ , el resto es causado por la atracción de otras más distantes estructuras similares [13] .

Fronteras y entorno inmediato

Los grupos de galaxias más cercanos al Grupo Local [13]
Grupo Distancia, Mpc
Grupo de bombas - Sextante(grupo NGC 3109) 1.3
grupo NGC 55 2.2
Grupo IC 342/Maffei 3.3
Grupo M 81 3.6
Centauro Grupo A 3.7
grupo de escultores 3.9
Grupo Perros de Caza I (grupo M 94) 4.5

Para las galaxias cercanas a los límites exteriores del Grupo Local, su pertenencia al grupo no siempre es obvia. Para evaluar la probabilidad de que una galaxia pertenezca al Grupo Local, se utilizan tres criterios: la galaxia debe estar a una distancia de aproximadamente 1,5 megaparsecs o más cerca del Sol , no debe estar fuertemente fuera de la relación entre la velocidad radial y la posición en el sky (ver arriba ), y tampoco debería ser un miembro confirmado de otro grupo de galaxias [87] .

Un límite más objetivo del Grupo Local puede ser la superficie de velocidad cero: está determinada por la distancia desde el centro del grupo, más allá de la cual la expansión del Universo , de acuerdo con la ley de Hubble , supera la atracción gravitacional entre los miembros del grupo . el grupo, para el Grupo Local su radio es de aproximadamente 1 megaparsec [13] [88] [89] .

Entonces, cerca del límite del Grupo Local, hay un grupo Bomba-Sextante, que consta de galaxias enanas como NGC 3109 , la Galaxia Enana en Bombas , Sextante A y B [90] , aunque es probable que se trate más bien de una asociación gravitacionalmente libre [91] . Sin embargo, dada la distancia de 1,3 megaparsecs entre el centro de masa de este grupo y el centro de masa del Grupo Local, y el hecho de que las velocidades radiales de estas galaxias son mayores de lo esperado en su posición en la esfera celeste, constituyen un grupo separado de galaxias más cercano al grupo local [13] [92] .

Evolución

Casi todas las galaxias del Grupo Local, con la excepción de las galaxias Leo I y posiblemente Leo A , tienen estrellas de más de 10 mil millones de años. Por lo tanto, la formación estelar en las galaxias del Grupo Local comenzó de manera bastante abrupta, mientras que la historia de la formación estelar difiere significativamente de una galaxia a otra [12] . Los cúmulos de estrellas globulares , que sirven como indicador de poblaciones estelares antiguas, se formaron con bastante rapidez, por ejemplo, en la Vía Láctea y en la Gran Nube de Magallanes, y en la Galaxia del Triángulo y en la Pequeña Nube de Magallanes, la formación de cúmulos de estrellas globulares. ocurrió gradualmente [6] .

Durante los más de 10 mil millones de años de existencia del Grupo Local, algunas de las galaxias enanas han perdido gas interestelar debido a la interacción con el medio interestelar. Además, algunas de las galaxias enanas fueron destruidas en colisiones con galaxias grandes. En el futuro, los satélites de la Vía Láctea - las Nubes de Magallanes [1] serán destruidos de la misma manera .

Colisión entre la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda

Se cree que las dos galaxias principales del grupo, la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda, se formaron cerca una de la otra e inicialmente se alejaron junto con la expansión del Universo , pero hace unos 4 mil millones de años, debido a la atracción mutua, su separación. fue reemplazado por una convergencia [13] . Ahora las galaxias se acercan a una velocidad de 120 km/s, mientras que su velocidad tangencial relativa es pequeña, lo que significa que en el futuro chocarán y se fusionarán . Esto sucederá en 4 mil millones de años, después de lo cual el proceso de fusión tomará otros 2 mil millones de años y, como resultado de la fusión, se formará una galaxia elíptica . Cuando las galaxias se fusionen, las colisiones de estrellas individuales seguirán siendo poco probables debido a la baja concentración de estrellas, pero es posible que el sistema solar sea expulsado lejos del centro de la galaxia resultante. La galaxia Triangulum participará en esta colisión , y es posible que la Vía Láctea colisione con ella antes que la galaxia Andrómeda [79] [80] [81] .

Explorando

El término Grupo Local fue utilizado por primera vez por Edwin Hubble en 1936. Además de la Vía Láctea , asignó dos de sus satélites al Grupo Local : las Grandes y Pequeñas Nubes de Magallanes , la galaxia Andrómeda con dos satélites: M 32 y NGC 205 , la galaxia Triangulum , NGC 6822 e IC 1613 . Hubble también indicó tres galaxias más como posiblemente en el Grupo Local: NGC 6946 , IC 342 e IC 10 , pero ahora se sabe que solo la última de estas tres galaxias pertenece al Grupo Local [93] . Para el año 2000, se conocían 35 galaxias en el Grupo Local. Antes de esto, se descubrió un promedio de 4 galaxias por década, pero luego el ritmo de los descubrimientos se aceleró significativamente, lo que se asoció, en particular, con el desarrollo de la tecnología de observación y las herramientas de procesamiento de datos [13] .

Las galaxias del Grupo Local son las más cercanas a todas las demás galaxias y son las mejor estudiadas. Por ejemplo, las galaxias enanas de muy baja luminosidad se pueden encontrar en el Grupo Local, y la función de luminosidad de las galaxias para el Grupo Local se puede medir hasta luminosidades mucho más bajas que en otros grupos [94] . Las galaxias del Grupo Local se pueden descomponer en estrellas individuales, y para algunas galaxias también se pueden medir los movimientos propios . Al mismo tiempo, estar en el Grupo Local complica su estudio en algunos aspectos: por ejemplo, normalmente no es posible medir la distancia a las nubes de gas intergalácticas en las que no hay estrellas, lo que significa que es imposible determinar su otro. características [84] .

Notas

Comentarios

  1. ↑ La función de Schechter tiene la forma , donde es el número de galaxias en el rango de luminosidad de a , es la luminosidad característica y es un parámetro adimensional [14] [15] .
  2. ↑ Diámetro medido desde 25 m por segunda isófota cuadrada en la banda fotométrica B [22] .
  3. ↑ 1 2 Mass incluyendo halo de materia oscura extendida

Fuentes

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Enlaces

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