Pourquoi les amas globulaires ne sont-ils pas en forme de disque

Je pensais que les systèmes solaires et les galaxies sont en forme de disque car c'est la forme la plus stable sous gravitation. Les amas globulaires sont très anciens, souvent plus vieux que leurs galaxies hôtes, alors pourquoi ne se sont-ils pas aplatis?

Pour aboutir à un système stellaire de type disque, deux conditions doivent être remplies. (a) Le gaz initial à partir duquel les étoiles se forment doit avoir un rapport significatif entre l'énergie de rotation et l'énergie gravitationnelle. (b) La formation d'étoiles devrait se produire assez lentement, pour que le gaz s'effondre sur un disque avant que la formation d'étoiles ne soit terminée.

La formation d'un disque à partir d'un état à symétrie sphérique nécessite une réduction (plus négative) de l'énergie potentielle gravitationnelle, tout en conservant la quantité de mouvement angulaire. Cela ne peut se produire que s'il existe un moyen de perdre de l'énergie du système sous la forme d'interactions dissipatives.

Un système stellaire pur est presque sans collision et il n'y a aucun moyen de dissiper l'énergie. Cela signifie qu'une fois qu'un système sphérique d'étoiles s'est formé, il ne peut plus ressembler à un disque. Ainsi, si la formation des étoiles se déroule de manière sphérique, ces étoiles se retrouveront dans un système sphérique. Ce n'est que dans les cas où le gaz s'effondre sur un disque avant la formation d'étoiles que nous nous retrouvons avec des systèmes de type disque. C'est le cas du disque de notre galaxie (et du système solaire).

Dans le cas des amas globulaires (et d'autres types d'amas d'étoiles dans la Galaxie), il semble que la formation d'étoiles soit suffisamment rapide pour que le gaz ne puisse pas s'effondrer sur un disque avant que la plupart des formations d'étoiles ne soient terminées. NB. De nombreux amas globulaires faire ont une rotation mesurable.

Alors que certaines galaxies sont en forme de disque, d'autres (galaxies elliptiques) sont plus sphériques. Les systèmes en forme de disques sont ceux dans lesquels la conservation de la quantité de mouvement angulaire du gaz formant des étoiles a joué un rôle central; pour les systèmes plus sphériques, ce n'était pas le cas. On pense que les amas globulaires se forment dans les portions de gaz les plus denses des galaxies avec la pression externe la plus élevée, résultant peut-être de collisions de nuages ​​de gaz. Dans ce cas, le moment angulaire initial de la distribution de gaz à plus grande échelle n'est pas pertinent et la dynamique du gaz à des échelles beaucoup plus petites est plus importante.

Autrement dit: il n’est pas vrai que les disques soient la forme la plus stable sous gravitation; les systèmes sphéroïdaux ou elliptiques sont également des équilibres stables. La physique de l'effondrement et de la formation détermine la forme finale. Pour les amas globulaires, le moment angulaire initial du gaz n'est probablement pas pertinent car ils se condensent à partir de poches de gaz beaucoup plus petites.