銀河はどのように形成されるのか？

宇宙で最大の構造物は、その巨大な重力のヨークで何十億、あるいは何兆もの星を束ねています。

銀河は、約140億年前に、想像を絶するほど熱く、高密度で小さな一点から始まりました。 ビッグバン理論によれば、この特異点が宇宙の全体像であったとされています。 そして、この特異点は爆発し、その過程で冷却と膨張を繰り返した。

ビッグバン後、原始宇宙は放射線と素粒子だけで構成されるようになりました。 それがどのようにして1000億個以上の銀河に進化したのでしょうか。

まず、ボトムアップの理論ですが、ガスが崩壊して圧縮され、太陽百万個分の大きさの塊になったとします（宇宙の大きさにしては小さな塊からです）。 そして、その塊が合体して銀河ができたとする説。 一方、トップダウン理論では、最初から大きく考えます。 この説では、銀河の塊はそれぞれ複数の銀河の大きさであり、さらにその銀河が分裂して個々の銀河になったと考えます。

ボトムアップ、トップダウンのどちらの方法でも、できた塊は、暗黒物質と水素ガスからなる原始銀河に崩壊します。

天文学者は、楕円銀河と渦巻き銀河の2種類の銀河を認めています。 これらの形状の違いは、一説によると、星の形成に起因するものだと言われています。 原始銀河の中では、ガスの雲が混ざり合い、衝突することで星が発生します。 原始銀河の中の星が一度に生まれた場合、成熟した銀河は原始銀河の球形のまま、楕円銀河になります。

渦巻き銀河は、原始銀河の中の星の発生間隔が異なる場合に起こります。 発生した星の間のガスが崩壊を続け、その結果生じた重力の差で原始銀河の星や塵、ガスが操られる。 この運動によって、すべてが回転する円盤状になり、さらに重力の違いが生じて渦巻き状の腕ができる。

さらに、銀河が互いに接近しすぎたり、衝突したりすると、変化が生じることがある。 天文学者は、2つの銀河が合体すると必ず楕円形の銀河になると考えている。 そのため、天の川銀河はおそらく一度も他の銀河と合体したことがなく、一方、銀河団の中心にある巨大な楕円銀河は、おそらく何度も宇宙で合体した結果であると考えられています。