Perinteisen galaksievoluutiomallin mukaan aloitat spiraaligalakseista – joiden koko saattaa kasvaa pilkkomalla pienempiä kääpiögalakseja – mutta muuten säilyttävät spiraalimuotonsa suhteellisen häiriintymättä. Vasta kun nämä galaksit törmäävät toisen samankokoisen kanssa, saat ensin epäsäännöllisen 'junahylyn' muodon, joka lopulta asettuu piirteettömään elliptiseen muotoon - täynnä tähtiä, jotka seuraavat satunnaisia ratareittejä sen sijaan, että ne liikkuisivat samalla kapealla kiertoradalla. jonka näemme spiraaligalaksin litistetyssä galaktisessa kiekossa.
Maallisen galaksin evoluution käsite haastaa tämän käsityksen - missä 'sekulaari' tarkoittaa erillistä tai eristettyä. Maallisen evoluution teoriat ehdottavat, että galaksit kehittyvät luonnollisesti pitkin Hubblen sekvenssi (spiraalista elliptiseen) ilman yhteensulautumista tai törmäyksiä, jotka välttämättä aiheuttavat muutoksia niiden muodossa.
Vaikka on selvää, että galaksit törmäävät – ja synnyttävät sitten monia epäsäännöllisiä galaksimuotoja, joita voimme havaita – on mahdollista, että eristetyn spiraaligalaksin muoto voisi kehittyä kohti amorfisemman muotoista elliptistä galaksia, jos niillä on mekanismi, joka siirtää liikemäärää ulospäin. .
Normaalin spiraaligalaksin litistetty kiekkomuoto johtuu spinistä – oletettavasti muodostuneen alkuvaiheessa. Pyöritys saa aggregoituneen massan luonnollisesti ottamaan kiekon muodon – aivan kuten ilmassa kehrätty pizzataikina muodostaa kiekon. Kulmamäärän säilyminen edellyttää, että kiekon muoto säilyy loputtomiin, ellei galaksi jotenkin menetä pyörimistään. Tämä voi tapahtua törmäyksen kautta – tai muuten siirtämällä massaa ja siten kulmamomenttia ulospäin. Tämä on analogista pyöriville luistelijaille, jotka heiluttavat kätensä ulospäin hidastaakseen pyörimistään.
Tiheysaallot voivat olla merkittäviä tässä. Galaktisilla levyillä yleisesti näkyvät spiraalivarret eivät ole staattisia rakenteita, vaan tiheysaaltoja, jotka aiheuttavat kiertävien tähtien tilapäisen nipun. Nämä tiheysaallot voivat olla seurausta kiertoradan resonanssista, joka syntyy levyn yksittäisten tähtien keskuudessa.
Vasemmalla: Tiheysaallot voivat syntyä tähtien kohdistuksen aiheuttamista gravitaatioresonansseista
On ehdotettu, että tiheysaalto edustaa törmäystämätöntä iskua, jolla on vaimennusvaikutus kiekon pyörimiseen. Koska levy kuitenkin jarruttaa vain itseään, kulmamomenttia on silti säilytettävä tässä eristetyssä järjestelmässä.
Galaktisella kiekolla on korotaatiosäde – piste, jossa tähdet pyörivät samalla kiertoradalla kuin tiheysaalto (eli havaittu spiraalivarsi). Tällä säteellä tähdet liikkuvat tiheysaaltoa nopeammin, kun taas säteen ulkopuolella tähdet liikkuvat tiheysaaltoa hitaammin.
Tämä voi selittää tiheysaallon spiraalimuodon – sekä tarjota mekanismin kulmamomentin siirtämiseksi ulospäin. Korotaatiosäteen sisällä tähdet luovuttavat kulmamomenttiaan tiheysaaltolle työntyessään sen läpi – ja siten työntää aaltoa eteenpäin. Korotaatiosäteen ulkopuolella tiheysaalto vetää hitaammin liikkuvien tähtien kentän läpi ja luovuttaa niille kulmamomentin.
Tuloksena on, että ulommat tähdet lentävät edelleen ulospäin alueille, joilla ne voisivat omaksua satunnaisempia kiertoradoja - sen sijaan, että ne pakotettaisiin mukautumaan galaksin keskimääräiseen kiertoradan tasoon. Tällä tavalla tiukasti sidottu nopeasti pyörivä spiraaligalaksi voisi vähitellen kehittyä kohti amorfisempaa elliptistä muotoa.
Lue lisää:Zhang ja Buta. Tiheysaallon aiheuttama galaksien morfologinen muunnos Hubble-sekvenssiä pitkin.