Colisões galácticas estão entre os eventos mais espetaculares do cosmos. Colisões entre galáxias são comuns entre galáxias que coexistem no mesmo aglomerado. A atração gravitacional entre duas ou mais galáxias que estão próximas as aproximará ao longo de muitos milhões de anos. O que acontece quando as galáxias colidem?
Uma dança gravitacional
Uma colisão galáctica não é um processo rápido. As galáxias provavelmente passarão uma pela outra várias vezes antes de eventualmente se fundirem. A atração gravitacional de ambas as galáxias distorcerá suas formas, fazendo-as parecerem confusas e desordenadas. Quando galáxias espirais se aproximam, seus braços se esticarão e distorcerão. Ao longo de muitos milhões de anos, galáxias em fusão ficarão presas em uma dança gravitacional. Durante essa dança, a atração gravitacional entre as galáxias cria o que é chamado de forças de maré. Vastas nuvens de hidrogênio são puxadas e comprimidas, gerando atrito e causando um aumento massivo na taxa de formação de estrelas.
Embora o processo seja chamado de colisão galáctica, é importante notar que estrelas dentro de galáxias em colisão não colidem umas com as outras. As distâncias entre estrelas individuais são simplesmente muito vastas para que haja uma alta probabilidade de colisões estelares. No entanto, as estrelas se moverão grandes distâncias durante a colisão. Após a colisão, é improvável que qualquer estrela permaneça em sua posição original. Embora as estrelas não colidam, berçários estelares , chamados nebulosas, colidirão. O tamanho maior das nebulosas significa que há uma alta probabilidade de que elas colidam umas com as outras. À medida que vastas nuvens de gás hidrogênio colidem, isso inicia a formação de inúmeras estrelas. Forças gravitacionais de maré e colisões entre nebulosas causam um aumento tão rápido na formação de estrelas que esta fase é chamada de fase starburst.
Durante uma colisão galáctica, os buracos negros supermassivos localizados no centro de ambas as galáxias eventualmente se fundirão e se tornarão um único buraco negro muito maior . A colisão de dois buracos negros supermassivos gera ondas gravitacionais que se movem para fora. Além disso, uma quantidade tremenda de material cairá nos buracos negros em fusão, gerando uma quantidade tremenda de energia. Este processo cria o que é chamado de Núcleo Galáctico Ativo (AGN).
O produto final
Durante uma colisão galáctica típica, a quantidade de formação de estrelas que ocorre esgotará a quantidade de hidrogênio utilizável em ambas as galáxias. A taxa de formação de estrelas diminui lentamente até cessar completamente. Depois que as galáxias se fundem completamente, elas se tornam uma grande galáxia elíptica, completamente desprovida de quaisquer características físicas anteriores, como braços espirais. A maioria das galáxias elípticas é provavelmente o produto de colisões galácticas, e há algumas linhas de evidência que apoiam isso. Galáxias elípticas não têm uma quantidade suficiente de material formador de estrelas, então a formação de estrelas é rara em galáxias elípticas. Galáxias elípticas também eram raras no universo primitivo . Isso faz sentido porque não havia passado tempo suficiente para que as colisões galácticas se desenrolassem e se tornassem galáxias elípticas.