Como é que se formam as galáxias?

As maiores estruturas do universo ligam bilhões ou até trilhões de estrelas em suas enormes jugos gravitacionais. Pó cósmico e vastas nuvens de gás também enchem galáxias, juntamente com os planetas e outras matérias que podem orbitar estrelas.

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As galáxias começaram a funcionar há quase 14 bilhões de anos, com um ponto inimaginavelmente quente, denso e minúsculo. De acordo com a teoria do big bang, esta singularidade era o universo na sua totalidade. Depois explodiu, arrefecendo e expandindo-se no processo. Imagine um pedaço de papel calvo se desdobrando em um mapa gigante, e você tem um modelo muito rude do que aconteceu.

Segundo o big bang, o universo primordial consistia apenas de radiação e partículas subatômicas. Como ele evoluiu para mais de 100 bilhões de galáxias? Os cientistas têm dois tipos de teorias, ambas dependendo dos efeitos gravitacionais do gás em colapso na galáxia primitiva.

Primeiro, existem as teorias de baixo para cima, nas quais o gás entrou em colapso e foi comprimido em tufos do tamanho de um milhão de sóis (isso é começar pequeno para algo do tamanho do Universo). Estes tufos então se fundiram para construir galáxias. As teorias de cima para baixo, por outro lado, começam em grande. Esta escola de pensamento argumenta que os tufos resultantes eram cada um do tamanho de múltiplas galáxias, que por sua vez se dividiam em galáxias individuais. Estas últimas teorias explicariam porque as galáxias ocorrem em aglomerados.

De qualquer forma — de baixo para cima ou de cima para baixo — os aglomerados resultantes então colapsam em protogaláxias que consistem de matéria escura e gás hidrogênio. O hidrogênio então caiu em direção ao centro da protogaláxia enquanto a matéria escura permaneceu como uma auréola externa em torno dela.

Astrônomos reconhecem dois tipos principais de galáxias: elíptica e espiral. Estas diferenças de forma, de acordo com uma teoria, são devidas à formação de estrelas. As estrelas se desenvolvem dentro de uma protogaláxia quando nuvens de gás se misturam e colidem. Se as estrelas em uma protogaláxia se formam todas de uma vez, então a galáxia madura essencialmente retém a forma esférica da protogaláxia e se torna uma galáxia elíptica.

Galáxias espirais ocorrem quando as estrelas dentro da protogaláxia surgem em diferentes intervalos. O gás entre as estrelas em desenvolvimento continua a colapsar e as diferenças gravitacionais resultantes manuseiam as estrelas, poeira e gás da protogaláxia. Este movimento força tudo em um disco rotativo, e diferenças adicionais na gravidade resultam nos braços em espiral.

Alterações adicionais podem ocorrer quando galáxias se afastam muito umas das outras ou colidem. Astrônomos acreditam que a fusão de duas galáxias sempre resulta em uma galáxia elíptica. Como tal, a Via Láctea provavelmente nunca se fundiu com outra galáxia, enquanto as enormes galáxias elípticas encontradas no centro dos aglomerados de galáxias são provavelmente o resultado de múltiplos mash-ups cósmicos.

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