Un modèle traditionnel d'évolution des galaxies veut que vous commenciez par des galaxies spirales - qui pourraient augmenter en taille en digérant de plus petites galaxies naines - mais sinon conserver leur forme spirale relativement intacte. Ce n'est que lorsque ces galaxies entrent en collision avec une autre de taille similaire que vous obtenez d'abord une forme irrégulière de `` train-épave '', qui finit par se transformer en une forme elliptique sans caractéristiques - pleine d'étoiles suivant des trajectoires orbitales aléatoires plutôt que de se déplacer dans le même plan orbital étroit que nous voyons dans le disque galactique aplati d'une galaxie spirale.
Le concept d’évolution des galaxies séculaires remet en question cette notion - où «laïque» signifie séparé ou isolé. Les théories de l'évolution séculaire proposent que les galaxies évoluent naturellement le long de la séquence de Hubble (de la spirale à l'elliptique), sans fusion ni collisions entraînant nécessairement des changements dans leur forme.
Bien qu'il soit clair que les galaxies entrent en collision - et génèrent alors de nombreuses formes de galaxies irrégulières que nous pouvons observer - il est concevable que la forme d'une galaxie spirale isolée puisse évoluer vers une galaxie elliptique de forme plus amorphe si elles possèdent un mécanisme pour transférer l'élan angulaire vers l'extérieur. .
La forme du disque aplati de la galaxie spirale standard résulte du spin - vraisemblablement acquis lors de sa formation initiale. La rotation entraînera naturellement une masse agrégée à adopter une forme de disque - tout comme la pâte à pizza filée dans l'air formera un disque. La conservation de l'élan angulaire nécessite que la forme du disque soit maintenue indéfiniment à moins que la galaxie ne puisse en quelque sorte perdre son spin. Cela peut se produire par une collision - ou autrement en transférant la masse, et donc la quantité de mouvement angulaire, vers l'extérieur. Ceci est analogue aux patineurs qui tournent et qui jettent leurs bras vers l'extérieur pour ralentir leur rotation.
Les ondes de densité peuvent être importantes ici. Les bras en spirale couramment visibles dans les disques galactiques ne sont pas des structures statiques, mais plutôt des ondes de densité qui provoquent un regroupement temporaire d'étoiles en orbite. Ces ondes de densité peuvent être le résultat de résonances orbitales générées parmi les étoiles individuelles du disque.
Il a été suggéré qu'une onde de densité représente un choc sans collision qui a un effet d'amortissement sur la rotation du disque. Cependant, comme le disque ne freine que sur lui-même, la quantité de mouvement angulaire doit encore être conservée dans ce système isolé.
Un disque galactique a un rayon de corotation - un point où les étoiles tournent à la même vitesse orbitale que l'onde de densité (c'est-à-dire un bras en spirale perçu). Dans ce rayon, les étoiles se déplacent plus rapidement que l'onde de densité - tandis qu'à l'extérieur du rayon, les étoiles se déplacent plus lentement que l'onde de densité.
Cela peut expliquer la forme en spirale de l'onde de densité - tout en offrant un mécanisme pour le transfert vers l'extérieur du moment angulaire. Dans le rayon de la corotation, les étoiles cèdent une impulsion angulaire à l'onde de densité en la traversant - et donc poussent l'onde vers l'avant. En dehors du rayon de corotation, l'onde de densité traîne à travers un champ d'étoiles se déplaçant plus lentement - leur abandonnant un moment angulaire.
Le résultat est que les étoiles extérieures sont projetées plus vers l'extérieur dans des régions où elles pourraient adopter des orbites plus aléatoires - plutôt que d'être forcées de se conformer au plan orbital moyen de la galaxie. De cette façon, une galaxie spirale à rotation rapide étroitement liée pourrait progressivement évoluer vers une forme elliptique plus amorphe.
Lectures complémentaires: Zhang et Buta. Transformation morphologique induite par les ondes de densité des galaxies le long de la séquence de Hubble.
