Una fusión de galaxias puede ocurrir cuando dos o más galaxias colisionan. Estos procesos son el tipo más violento de interacción de galaxias. Aunque las fusiones de galaxias no involucran realmente la colisión de estrellas o sistemas estelares, debido a las grandes distancias entre las estrellas en la mayoría de las circunstancias, las interacciones gravitacionales entre las galaxias y la fricción entre el gas y el polvo cósmico tienen efectos importantes en las galaxias involucradas en el proceso. Los efectos precisos de estas fusiones dependen de una gran variedad de parámetros, tales como los ángulos de colisión, las velocidades, y las composiciones y tamaños relativos. Por estas razones, las fusiones de galaxias representan en la actualidad un área extremadamente activa de investigación en Astrofísica.
Las fusiones de galaxias son importantes, ya que la tasa de fusión es una medida fundamental de la evolución de las galaxias. La tasa de fusión también da a los astrónomos pistas de la manera en la que las galaxias acumularon materia a lo largo del tiempo.
Durante la fusión, las estrellas y la materia oscura de cada galaxia son afectadas por la galaxia que se aproxima. Hacia las últimas etapas de la fusión, el potencial gravitatorio y la forma de la galaxia comienzan a cambiar tan rápidamente que las órbitas de las estrellas son gravemente afectadas y pierden memoria de su órbita previa. Este proceso es llamado «relajación violenta». Por lo tanto, si dos galaxias en forma de disco chocan, comienzan con sus estrellas en rotación ordenada en el plano del disco. Durante la fusión, el movimiento ordenado se transforma en energía aleatoria. La galaxia resultante está dominada por estrellas que la orbitan en una red compleja y aleatoria de órbitas. Esto es lo que se observa en una galaxia elíptica: estrellas en órbitas aleatorias y sin orden.
Las fusiones de galaxias pueden clasificarse en grupos distintos, debido a las propiedades de la las galaxias que sufren la fusión, como el número, el tamaño comparativo y la riqueza de gas.
Un estudio ha encontrado que las galaxias grandes se han fundido unas con otras en promedio una vez en los pasados 9 mil millones de años. Las galaxias pequeñas estuvieron fundiéndose con las galaxias grandes más frecuentemente. Nótese que se cree que la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda experimentarán una colisión en unos 4.5 × 109 años. La fusión de estas galaxias se clasificaría como mayor, ya que tienen tamaños similares. Por lo tanto, el resultado sería una galaxia elíptica.
Algunas de las galaxias que se encuentran en el proceso de fusión o que se cree que han sido formadas a través de la fusión de galaxias son:
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