Quando galáxias colidem, por que suas estrelas quase não se chocam

Galáxias podem se aproximar, atravessar-se e, após milhões ou bilhões de anos, formar uma estrutura nova. Fotografias de pares distorcidos tornam natural imaginar estrelas colidindo como bolas em uma caixa. Essa imagem falha porque uma galáxia não é um objeto compacto: ela é uma vasta distribuição de estrelas, gás, poeira e matéria invisível chamada matéria escura.

O vazio é a regra, não a exceção

Uma galáxia contém muitos astros, mas as distâncias entre eles são enormes em comparação com o tamanho das próprias estrelas. O Sol, por exemplo, é uma esfera grande em escala humana, porém ocupa uma parcela minúscula do espaço entre ele e as estrelas vizinhas.

Uma comparação imperfeita, mas útil, é imaginar que cada estrela seja um grão muito pequeno distribuído por um país inteiro. Há muitos grãos, mas a chance de dois ocuparem exatamente o mesmo lugar continua baixíssima. Ao misturar duas distribuições assim, quase todos passam uns pelos outros sem contato direto.

Portanto, uma colisão entre galáxias não é uma sequência de choques físicos entre seus sóis. As estrelas sentem, sobretudo, a mudança no campo gravitacional produzido pelo conjunto da outra galáxia.

A gravidade redesenha as órbitas

Quando duas galáxias se aproximam, cada uma puxa as estrelas da outra. Esse puxão não é igual em todos os pontos: estrelas mais próximas sofrem uma atração diferente das mais distantes. Essa diferença pode esticar a galáxia e criar longas caudas de maré, formadas por estrelas e gás deslocados.

Muitas estrelas passam a seguir novas órbitas. Algumas podem ser lançadas para regiões externas; outras se concentram mais perto do centro do sistema resultante. A alteração é gradual na escala humana, mas profunda na escala cósmica.

A matéria escura também importa. Ela não emite luz detectável diretamente como as estrelas, mas sua gravidade contribui para a massa das galáxias e influencia a dança orbital do encontro. Não enxergamos esse componente em uma fotografia comum, porém ele faz parte dos modelos usados para explicar os movimentos observados.

O gás tem uma experiência diferente

Estrelas atravessam o espaço quase sem se tocar. Nuvens de gás, por outro lado, podem se encontrar, comprimir e perder parte de sua organização anterior. A compressão pode criar regiões densas onde novas estrelas se formam. Por isso, galáxias em interação frequentemente exibem áreas de formação estelar intensa.

Isso não significa que toda colisão produza uma explosão uniforme de estrelas. A quantidade de gás, a velocidade da aproximação, o ângulo do encontro e a história anterior de cada galáxia mudam o resultado. Algumas interações são dramáticas visualmente; outras são mais discretas.

Elas sempre se fundem?

Nem toda aproximação termina em fusão. Duas galáxias podem passar uma pela outra e se afastar, embora suas formas e movimentos sejam alterados. Em outros casos, as trocas gravitacionais reduzem parte da energia orbital do par, e sucessivas passagens terminam em uma galáxia combinada.

Quando ocorre uma fusão, as estrelas das duas galáxias passam a habitar o novo sistema. Isso não quer dizer que cada estrela tenha um destino simples ou que os centros galácticos necessariamente se choquem como objetos sólidos. A evolução envolve muitas órbitas e, em alguns casos, os buracos negros centrais também podem se aproximar ao longo do processo.

Uma palavra cotidiana para um fenômeno incomum

A palavra “colisão” é correta se entendida como encontro e interação de sistemas gravitacionais. Ela se torna enganosa se fizer pensar em duas superfícies rígidas esmagando tudo entre elas. O principal efeito é a reorganização coletiva, não a destruição individual das estrelas.

Assim, galáxias podem colidir sem que suas estrelas quase colidam porque o espaço entre os astros é imenso. O encontro muda galáxias de maneira real e às vezes espetacular, mas é guiado pela gravidade e pelo comportamento do gás, não por uma batida de estrelas em massa.