Galaxia en interacción

Las galaxias interactuantes , también conocidas como galaxias en colisión , son dos o más galaxias cuyos campos gravitatorios provocan una perturbación mutua. Existen varios tipos de interacciones galácticas, incluyendo interacciones mayores, menores y acoso galáctico. Las interacciones mayores ocurren entre galaxias con cantidades de masa similares, mientras que las menores involucran galaxias con masas que varían significativamente. ^{[ 1 ]} Un ejemplo de interacción menor es una galaxia satélite que perturba los brazos espirales de la galaxia principal . Un ejemplo de interacción mayor es una colisión galáctica, como la que los astrónomos estiman que ocurrirá en el futuro entre la Vía Láctea y Andrómeda. ^{[ 2 ]} Las colisiones pueden conducir a fusiones de galaxias y también pueden conducir a otros fenómenos como la formación estelar ^{[ 3 ]} y la actividad de agujeros negros ^{[ 4 ]} .

Es común que una galaxia gigante interactúe con sus satélites . La gravedad de un satélite podría atraer uno de los brazos espirales de la galaxia principal . Alternativamente, el satélite secundario puede sumergirse en la galaxia principal, como en el caso de la galaxia elíptica enana de Sagitario, que se sumerge en la Vía Láctea . Esto podría desencadenar una pequeña cantidad de formación estelar . Estos cúmulos de estrellas huérfanas a veces se denominaban "manchas azules" antes de que se reconocieran como estrellas. ^{[ 1 ]}

Las colisiones de galaxias son comunes durante la evolución galáctica . ^{[ 6 ]} La distribución extremadamente tenue de materia en las galaxias implica que no se trata de colisiones en el sentido tradicional del término, sino más bien de interacciones gravitacionales. Como resultado, algunas características de las galaxias, como la formación estelar, la forma y el tamaño, se ven afectadas por las interacciones con otras galaxias. ^{[ 5 ]}

La colisión puede llevar a la fusión si dos galaxias chocan y no tienen suficiente impulso para continuar viajando después de la colisión. Al igual que con otras colisiones de galaxias , la fusión de dos galaxias puede crear una región de formación estelar con nuevas estrellas. ^{[ 7 ]} Esta región de formación estelar es un ejemplo de un aumento en la tasa de formación estelar dentro de las galaxias fusionadas. Un estudio realizado en 2024 muestra que un componente clave para determinar este cambio en la tasa de formación estelar son las masas de las dos galaxias involucradas. Sugiere que si las dos galaxias tienen una masa similar al principio, este aumento en la tasa de formación estelar será mayor. ^{[ 8 ]} Cuando se crea una región de formación estelar, las galaxias vuelven a caer una sobre la otra y finalmente se fusionan en una sola galaxia después de muchos pasos a través de la otra. Si una de las galaxias que colisionan es mucho más grande que la otra, permanecerá en gran medida intacta después de la fusión. La galaxia más grande se verá muy similar, mientras que la galaxia más pequeña se desintegrará y pasará a formar parte de la galaxia más grande. Cuando las galaxias se atraviesan entre sí, a diferencia de lo que ocurre durante las fusiones, conservan en gran medida su materialidad y forma después del paso.

Actualmente, las colisiones galácticas se simulan con frecuencia en ordenadores, que utilizan principios físicos realistas, incluyendo la simulación de fuerzas gravitatorias, fenómenos de disipación de gas, formación estelar y retroalimentación. La fricción dinámica ralentiza el movimiento relativo de pares de galaxias, que podrían fusionarse en algún punto, según la energía relativa inicial de sus órbitas. En el sitio web del Observatorio de París , GALMER, se puede encontrar una biblioteca de simulaciones de colisiones galácticas . ^{[ 9 ]}

El acoso galáctico es un tipo de interacción entre una galaxia de baja luminosidad y otra más brillante que tiene lugar dentro de cúmulos de galaxias ricos , como Virgo y Coma , donde las galaxias se mueven a altas velocidades relativas y sufren encuentros frecuentes con otros sistemas del cúmulo debido a la alta densidad galáctica.

Según simulaciones por computadora , las interacciones convierten los discos galácticos afectados en galaxias espirales barradas perturbadas y producen brotes de formación estelar seguidos, si ocurren más encuentros, por una pérdida de momento angular y calentamiento de su gas. El resultado sería la conversión de galaxias espirales de baja luminosidad (de tipo tardío) en galaxias esferoidales enanas y elípticas enanas . ^{[ 10 ]}

Se habían presentado pruebas a favor de la hipótesis mediante el estudio de galaxias enanas de tipo temprano en el Cúmulo de Virgo y el hallazgo de estructuras, como discos y brazos espirales, que sugieren que son antiguos sistemas de discos transformados por las interacciones mencionadas anteriormente. ^{[ 11 ]} La existencia de estructuras similares en galaxias enanas de tipo temprano aisladas, como LEDA 2108986 , ha debilitado esta hipótesis. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Los astrónomos han estimado que la Vía Láctea colisionará con la galaxia de Andrómeda en aproximadamente 4.500 millones de años. Gracias al Telescopio Espacial Hubble , los astrónomos pudieron rastrear con mayor precisión el movimiento de Andrómeda, lo que llevó a la conclusión de que las dos galaxias se tocarán temporalmente antes de fusionarse finalmente. ^{[ 2 ]} Algunos piensan que las dos galaxias espirales se fusionarán para convertirse en una galaxia elíptica cuyas interacciones gravitacionales expulsarán varios cuerpos celestes hacia afuera, expulsándolos de la galaxia elíptica resultante. ^{[ 14 ] [ 15 ]} o quizás una gran galaxia de disco . ^{[ 16 ]}

Según estudios recientes, las interacciones galácticas pueden desempeñar un papel importante en el desencadenamiento de la actividad de los agujeros negros al impulsar el gas hacia las regiones centrales de las galaxias, donde alimenta la acreción de agujeros negros supermasivos y la actividad de los AGN. ^{[ 17 ]} Tanto la evidencia observacional como las simulaciones sugieren que este flujo de gas puede encender la actividad de los núcleos galácticos activos (AGN). Un estudio de 2014 ^{[ 4 ]} sugiere que el combustible de los AGN depende del contenido de gas y el estado evolutivo de la galaxia anfitriona. Encontraron que las galaxias azules, formadoras de estrellas, albergan AGN radiativamente eficientes alimentados por gas frío, mientras que las galaxias pasivas y más masivas albergan AGN de ​​radio alimentados por acreción dominada mecánicamente. Un estudio de 2020 ^{[ 18 ]} encontró que la incidencia de AGN es significativamente mayor en galaxias apagadas (post-estallido estelar). Argumentan que esta tendencia probablemente refleja una disponibilidad continua de gas residual, en lugar de que el apagado sea una consecuencia directa de la retroalimentación del agujero negro sobre la galaxia anfitriona. En conjunto, estos estudios respaldan una secuencia evolutiva en la que las interacciones galácticas, la formación estelar y la actividad de los núcleos galácticos activos (AGN) están estrechamente interrelacionadas a la hora de dar forma a la evolución de las galaxias.

• NGC 7318

• Colisiones de galaxias
• Canibalismo galáctico
• GALMER: Simulaciones de fusión de galaxias