As galáxias mudam de forma e tamanho ao longo do tempo?

Galáxias vêm em diferentes formas e tamanhos. Quais fatores determinam a forma e o tamanho de uma galáxia, e como eles podem mudar com o tempo?

O tamanho de uma galáxia depende de como a matéria foi distribuída no universo primitivo e de como ela entrou em colapso sob sua própria gravidade para formar aglomerados de matéria (escura) que as galáxias formariam ao redor.

As galáxias muito antigas são irregulares, mas à medida que a matéria caiu em sua direção, elas desenvolveram uma direção orbital consistente que formaram em um disco. As ondas de gravidade no disco aparecem como braços em espiral. Grandes galáxias que estão formando estrelas tendem a ter essa estrutura. As galáxias pequenas podem nunca chegar ao ponto de formar um disco e permanecer irregulares.

À medida que as galáxias colidem e interagem, as órbitas das estrelas são interrompidas. O resultado da fusão de duas grandes galáxias espirais é geralmente uma galáxia em que as estrelas orbitam em todas as direções, que parece uma galáxia elíptica. A formação de estrelas nas galáxias elípticas é frequentemente muito baixa. Galáxias elípticas são a forma mais evoluída de galáxias.

A escala de tempo dessa evolução é lenta. São necessários bilhões de anos para que as galáxias evoluam de uma forma para outra.

Os detalhes do processo de formação e evolução de galáxias ainda são incertos. A natureza exata da matéria escura será importante para entender como as galáxias se formam. O papel (se houver) que os buracos negros desempenham na formação de galáxias é incerto.

Sim definitivamente.

As galáxias crescem através do acúmulo suave de matéria (escura e bariônica) e através de fusões com outras galáxias. Fusões menores (ou seja, onde uma galáxia é muito maior que a outra) simplesmente interrompem a menor sem alterar a forma da maior (mas podem aumentar sua taxa de formação de estrelas por um tempo). Grandes fusões, onde as galáxias são de tamanho comparável, podem "destruir" completamente as galáxias. Se as galáxias em fusão são espirais, às vezes podem se estabelecer em uma galáxia espiral maior, possivelmente com uma protuberância central aprimorada. Mas, às vezes, dependendo, entre outras coisas, de sua orientação antes da fusão, eles se tornam elípticos.

Desde que o Universo está se expandindo, as galáxias estavam mais próximas no passado e, portanto, a maior parte do crescimento já ocorreu.

Pequenas galáxias que se submetem a formação estelar intensa, pode soprar seu gás devido ao feedback estelar, desta forma livrar-se da maior parte do seu gás e, portanto, de vinco um pouco em tamanho e "extinguir" a si mesmos.

As galáxias têm sua origem nos aglomerados da sopa primordial quase suave de gás e matéria escura (e radiação). Esses aglomerados têm uma distribuição de tamanho - a função de massa de halo - que é uma lei de potência para pequenas massas e com um corte exponencial em grandes massas. Assim, o tamanho das galáxias segue uma distribuição semelhante.

$z=0$$z=3$

A figura à direita (da minha própria simulação cosmológica) mostra quantas estrelas existem em um halo (simulado) de matéria escura de uma determinada massa. Você pode ver que ela segue uma lei de potência aproximada, mas com bastante dispersão.