cúmulo estelar nuclear

Un cúmulo estelar nuclear ( CEN ) o núcleo estelar compacto (a veces llamado núcleo estelar joven ) es un cúmulo estelar con alta densidad y alta luminosidad cerca del centro de masa de muchas galaxias, incluida la Vía Láctea. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los NSC son los objetos masivos centrales de galaxias más débiles y de baja masa donde los agujeros negros supermasivos (SMBH) a menudo coexisten o no están presentes. En las galaxias más masivas, los NSC están completamente ausentes. Se sabe que algunas galaxias, incluida la Vía Láctea , contienen tanto un NSC como un SMBH de masa comparable. ^{[ 3 ]} La coexistencia de agujeros negros masivos y cúmulos estelares nucleares densos se cuantificó en 2009. ^{[ 2 ]} Posteriormente, en 2016 se descubrió una relación de escala entre la masa del agujero negro supermasivo central y la masa del cúmulo estelar nuclear. ^{[ 4 ]} Esta relación es importante para comprender la coevolución de estos objetos masivos centrales y para predecir las tasas de espirales de relación de masa extrema ( EMRI ) detectables por futuros observatorios de ondas gravitacionales espaciales como LISA .

Los cúmulos estelares nucleares se encuentran en la mayoría de las galaxias que se pueden resolver suficientemente: ^{[ 5 ]}

• al menos el 50% de todas las galaxias espirales primitivas (tipos Sa-Sc)
• al menos el 75% de todas las galaxias espirales tardías (tipos Scd-Sm)
• al menos el 70% de todas las galaxias esferoidales (tipos S0 y E).

Los cúmulos estelares de núcleo estrecho (NSC) son los cúmulos estelares más densos conocidos en el Universo . Con magnitudes aparentes entre -14 y -10 mag en el infrarrojo , son en promedio 40 veces más brillantes que los cúmulos globulares , aunque sus radios efectivos no superan los 2 a 5 pársecs . Con una masa dinámica de 10⁶ ^a 10⁸ ^masas solares , se encuentran en el extremo superior de los valores alcanzados por los cúmulos globulares. ^{[ 5 ]}

La mayoría de los cúmulos estelares nucleares contienen una mezcla de poblaciones estelares antiguas (de al menos mil millones de años) y jóvenes, y muestran signos de formación estelar en los últimos 100 millones de años. ^{[ 3 ]}

Aunque los mecanismos que explican su formación no se conocen del todo, las hipótesis ofrecen cuatro posibilidades: ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• Los cúmulos estelares nucleares se originan en otro lugar y son capturados por un agujero negro central.
• Los cúmulos estelares nucleares se deben a la incidencia de gas a cierta distancia del centro de la galaxia.
• Una combinación de las posibilidades anteriores, mediante la cual el potencial gravitatorio de un objeto atrapado, como el núcleo de una galaxia enana , desencadena la formación de nuevas estrellas por el gas incidente cerca del centro galáctico.
• Los cúmulos estelares nucleares se crean mediante la fusión de cúmulos estelares con posterior migración al centro galáctico debido a la fricción dinámica con las estrellas de fondo. ^{[ 8 ]}

Dado que los cúmulos estelares nucleares se presentan en la mayoría de las galaxias, deberían seguir presentes en el halo de la galaxia resultante tras la fusión de galaxias. Esta es una hipótesis para la formación de cúmulos globulares. Por lo tanto, los cúmulos globulares podrían ser los restos de cúmulos estelares nucleares excluidos de la incidencia de gas, en los que no se produce nueva formación estelar. ^{[ 9 ]}

Sin embargo, según otras hipótesis, los cúmulos estelares nucleares podrían ser el resultado de la fusión de cúmulos globulares capturados por un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia y destruidos dinámicamente. ^{[ 10 ]}