Un estudio extenso de la fricción dinámica en galaxias enanas: el papel de las estrellas, la materia oscura, los perfiles de halo y MOND

Investigamos las escalas de tiempo de in-spiralización de los cúmulos globulares (GCs) en galaxias esferoidales enanas (dSph) y elípticas enanas (dE), debidas a la fricción dinámica (DF). Abordamos el problema de que estas escalas de tiempo han sido estimadas de diversas maneras en la literatura, como mucho más cortas que un tiempo de Hubble. Utilizando modelos de dos componentes (materia oscura y estrellas) que son auto-consistentes, exploramos mecanismos que pueden dar lugar a escalas de tiempo de DF extendidas en tales sistemas para explicar por qué las galaxias enanas a menudo muestran sistemas de GC. Como regla general, la materia oscura y las estrellas contribuyen de manera comparable al arrastre dinámico. Al explorar varias posibilidades para su composición gravitacional, se demuestra que estos estudios ayudan a restringir los parámetros de los halos de materia oscura en estas galaxias, así como a probar alternativas a la materia oscura. Bajo la suposición de un halo oscuro que tiene un núcleo de densidad central con un radio de núcleo de King típico algo mayor que el radio de núcleo estelar observado, las escalas de tiempo de DF se extienden naturalmente por encima de un tiempo de Hubble. Los halos oscuros con picos producen escalas de tiempo ≲4.5 Gyr, para cualquier parámetro de halo oscuro conforme a las observaciones de la dispersión de velocidad en línea de visión estelar en galaxias dSph. Confirmamos, después de una formulación detallada del problema de DF bajo la hipótesis alternativa de dinámicas newtonianas modificadas (MOND) y en la falta de cualquier materia oscura, que debido al arrastre dinámico mejorado de las estrellas, las escalas de tiempo de DF en MOND serían extremadamente cortas. Tomando los parámetros estructurales bien medidos de Fornax dSph y su sistema de GC como un estudio de caso, concluimos que requerir escalas de tiempo de DF comparables al tiempo de Hubble favorece fuertemente a los halos oscuros con un núcleo central.