Hay algunos componentes para esta respuesta:
1) Los patrones en espiral son un “modo normal” de galaxias de disco . Es decir, si dejas caer una roca en un lago, verás patrones circulares que se mueven hacia afuera. Si deja caer una “roca” en un disco de gas autogravitante con cierta cantidad de viscosidad (opcionalmente incrustada dentro de un halo de materia oscura), la física predice que el resultado debería ser patrones en espiral . Hasta cierto punto, las formas de onda en espiral son una respuesta natural a una galaxia de disco que es “pateada”. (Esto se presenta parcialmente en [1]).
2) Los patrones en espiral no duran mucho . Esta ha sido realmente la parte desafiante. Si tomas una galaxia y pintas en un patrón en espiral y la haces girar, se enrolla rápidamente hasta el punto de que no podrás elegir cada brazo espiral mientras se envuelven alrededor de la galaxia muchas veces. Incluso con el enfoque de física más sofisticado (mencionado anteriormente) todavía no dura tanto. (La escala de tiempo es ~ 100s de millones de años)
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3) Los patrones espirales pueden ser causados por fusiones con otras galaxias. (Tenga en cuenta que aquí es donde parece que va la investigación, pero no está 100% resuelta). Arriba dije que si deja caer una roca en una galaxia de disco, naturalmente querrá formar espirales. La mayoría de las galaxias están experimentando con frecuencia pequeños eventos de fusión , que actúan como esa “roca”. Esto significa que no necesita espirales para durar tanto tiempo , porque muy pronto aparecerá una nueva “roca”. Y tal vez no para tu galaxia particular; pero a medida que las viejas espirales se desvanecen, las fusiones producirán nuevos patrones en espiral en otras galaxias.
Esto responde al problema que los físicos como [1] estaban atascados. Su patrón en espiral no tiene que durar para siempre, porque las galaxias existen en entornos dinámicos.
Ejemplos de esta conexión con galaxias más pequeñas y fusionadas:
- La galaxia de Andrómeda
- Simulaciones de galaxias de Renyue Cen. (En particular, observe cómo una pequeña galaxia crece justo a la izquierda del centro. Comienza bastante circular, y solo desarrolla brazos espirales una vez que experimenta fallas cercanas / fusiones menores)
- The Whirlpool Galaxy (se muestra a continuación; ¿ves a ese compañero convenientemente cercano?)
[1] El Universo Físico – El libro de Frank Shu, vinculado a una sección donde discute sus contribuciones a la teoría de la teoría de ondas espirales. Frank Shu es un físico brillante.
