Um modelo tradicional de evolução de galáxias diz que você começa com galáxias espirais - que podem crescer em tamanho através da digestão de galáxias anãs menores - mas, de outra forma, mantêm sua forma espiral relativamente imperturbável. Somente quando essas galáxias colidem com outra de tamanho semelhante é que você obtém uma forma irregular de "desastre de trem", que acaba se estabelecendo em uma forma elíptica sem característica - cheia de estrelas seguindo caminhos orbitais aleatórios em vez de se mover no mesmo plano orbital estreito que vemos no disco galáctico achatado de uma galáxia espiral.
O conceito de evolução da galáxia secular desafia essa noção - onde 'secular' significa separado ou isolado. As teorias da evolução secular propõem que as galáxias evoluam naturalmente ao longo da sequência de Hubble (da espiral à elíptica), sem a fusão ou colisão necessariamente gerando mudanças em sua forma.
Embora esteja claro que as galáxias colidem - e geram muitas formas irregulares de galáxias, podemos observar - é concebível que a forma de uma galáxia espiral isolada possa evoluir para uma galáxia elíptica de formato amorfo, se possuir um mecanismo para transferir o momento angular para o exterior .
A forma achatada do disco da galáxia espiral padrão resulta da rotação - presumivelmente adquirida durante sua formação inicial. A rotação naturalmente fará com que uma massa agregada adote a forma de um disco - da mesma forma que a massa de pizza girada no ar formará um disco. A conservação do momento angular requer que a forma do disco seja mantida indefinidamente, a menos que a galáxia possa, de alguma forma, perder sua rotação. Isso pode acontecer através de uma colisão - ou de outro modo, transferindo massa e, portanto, momento angular, para o exterior. Isso é análogo aos patinadores giratórios que lançam os braços para fora para diminuir a rotação.
As ondas de densidade podem ser significativas aqui. Os braços espirais comumente visíveis nos discos galácticos não são estruturas estáticas, mas ondas de densidade que causam um agrupamento temporário de estrelas em órbita. Essas ondas de densidade podem ser o resultado de ressonâncias orbitais geradas entre as estrelas individuais do disco.
Foi sugerido que uma onda de densidade representa um choque sem colisão que tem um efeito de amortecimento na rotação do disco. No entanto, como o disco está apenas travando, o momento angular ainda precisa ser conservado dentro desse sistema isolado.
Um disco galáctico tem um raio de corotação - um ponto em que as estrelas giram na mesma velocidade orbital que a onda de densidade (ou seja, um braço espiral percebido) gira. Dentro desse raio, as estrelas se movem mais rápido que a onda de densidade - enquanto fora do raio, as estrelas se movem mais lentamente que a onda de densidade.
Isso pode explicar a forma espiral da onda de densidade - além de oferecer um mecanismo para a transferência externa do momento angular. Dentro do raio da corotação, as estrelas estão desistindo do momento angular da onda de densidade à medida que a empurram - e, portanto, empurram a onda para frente. Fora do raio da corotação, a onda de densidade arrasta-se através de um campo de estrelas em movimento mais lento - dando-lhes um momento angular ao fazê-lo.
O resultado é que as estrelas exteriores são lançadas mais para fora em regiões onde poderiam adotar mais órbitas aleatórias - em vez de serem forçadas a se conformar com o plano orbital médio da galáxia. Dessa maneira, uma galáxia espiral em rápida rotação e fortemente ligada poderia evoluir gradualmente para uma forma elíptica mais amorfa.
Leitura adicional: Zhang e Buta. Transformação morfológica induzida por ondas de densidade de galáxias ao longo da sequência de Hubble.
