Les astronomes ont proposé plusieurs théories pour expliquer la formation et la forme des bras des galaxies spirales. Bien que notre compréhension soit encore incomplète, voici quelques idées clés :

1. Vagues de densité :

C’est l’une des théories les plus largement acceptées. Selon cette idée, les bras spiraux ne sont pas des structures solides et à longue durée de vie, mais plutôt des ondes de densité qui se propagent à travers le disque de la galaxie. Les étoiles et la matière interstellaire ne se déplacent pas physiquement d’un bras à l’autre, mais la densité de la matière augmente et diminue selon un motif ondulatoire, créant l’apparence de bras en spirale.

Comment se forment les ondes de densité ?

- Interactions gravitationnelles :De légères irrégularités ou perturbations du disque peuvent conduire à la formation de faibles ondes gravitationnelles. Ces ondes provoquent une légère compression de certaines zones, attirant les étoiles proches et le gaz interstellaire.

- Rotation différentielle :Différentes parties du disque galactique tournent à des vitesses différentes (rotation différentielle). Cette différence de vitesse peut amplifier les ondes gravitationnelles, les rendant ainsi plus prononcées avec le temps.

- Formation d'étoiles :La densité accrue de matière dans les bras spiraux offre un environnement propice à la formation d'étoiles. À mesure que les gaz et les poussières s’accumulent dans ces régions, la gravité l’emporte sur la pression, déclenchant l’effondrement et la formation d’étoiles.

2. Explosions d'étoiles et interactions galactiques :

Les bras des galaxies spirales peuvent également s’expliquer par des interactions avec d’autres galaxies. Les collisions ou les rencontres rapprochées peuvent déclencher une augmentation de la formation d'étoiles, provoquant l'apparition d'une explosion de jeunes étoiles bleues dans les bras de la galaxie. Ces interactions perturbent la structure de la galaxie, ce qui peut conduire à la formation de motifs en forme de spirale.

3. Barres galactiques et résonance :

Certaines galaxies spirales ont une structure en forme de barre en leur centre. Ces barres peuvent générer des ondes gravitationnelles qui résonnent avec la rotation globale de la galaxie. Cet effet résonnant génère des ondes de densité en forme de spirale et influence la formation des bras spiraux.

Il est important de noter que ces explications sont théoriques et font encore l'objet de recherches et de débats. Différents mécanismes peuvent contribuer à la formation des bras spiraux, et les processus spécifiques peuvent varier d'une galaxie à l'autre. Les astronomes continuent d’étudier et d’en découvrir davantage sur les mécanismes à l’origine des magnifiques motifs en spirale que nous observons dans l’univers.