Las galaxias con brote estelar son aquellas galaxias en las que tiene lugar una tasa de nacimiento de estrellas muy superior a la de una galaxia normal, en súper cúmulos estelares. Estos brotes estelares se pueden detectar con telescopios de infrarrojos o rayos x entre otros.
NGC 6946, M 82, y NGC 253 son buenos ejemplos de galaxias con brotes estelares. En la galaxia NGC 4303, una galaxia activa de tipo Seyfert 2 de poca luminosidad, se ha observado la formación estelar gracias al Chandra y el STIS, con sus técnicas de ultravioleta. En la Gran Nube de Magallanes también se ha localizado con el satélite japonés/europeo AKARI estrellas en formación.
Existen varias definiciones del término galaxia de brote estelar y no hay una definición exacta en la que los astrónomos estén de acuerdo. Sin embargo, muchos de ellos concuerdan en que su definición debe ir acompañada por alguno de estos tres factores:
La clasificación de la categoría del brote estelar no es fácil ya que las galaxias con brote estelar no representan un tipo específico en sí mismas. Los brotes estelares pueden ser de galaxias espirales, y galaxias irregulares a menudo presentan nudos de brote estelar, a menudo en toda ella. Sin embargo, varios subtipos de brote estelar son actualmente objeto de debate entre los astrónomos:
Esencialmente para que se produzca el brote estelar, es necesaria una gran concentración de hidrógeno en un área pequeña, que puede causarse de diferentes maneras cómo por ejemplo la presencia de una barra que conduzca el gas al centro galáctico dónde se comprime e inicia el brote (el caso de por ejemplo NGC 253) e interacciones entre galaxias -tanto si colisionan entre sí (por ejemplo lo que ocurre en las Galaxias de las Antenas), cómo si no, provocándose en este último caso inestabilidades en el disco de la(s) galaxia(s) implicadas que acaban por concentrar y comprimir el gas dando así lugar al brote (por ejemplo la galaxia M82)-
El interior de un brote estelar es un medio extremo. Tiene gran cantidad de hidrógeno molecular que forma estrellas masivas muy luminosas aglomeradas en cúmulos estelares, asociaciones OB, e incluso en super cúmulos estelares, las cuales son la fuente de potentes vientos estelares e ionizan el gas (principalmente hidrógeno) creando grandes regiones HII alrededor de ellas. El tiempo de vida de esos astros es astronómicamente corto y acaban por estallar cómo supernovas o incluso cómo hipernovas en el caso de las más masivas. Los remanentes de supernova de éstas interaccionan con el medio interestelar del brote pudiendo producir másers naturales además de -junto a los mencionados vientos estelares- expulsar material fuera de la galaxia (un fenómeno visto en por ejemplo las ya mencionadas galaxias NGC 253 y M82)
El estudio de galaxias con brote estelar cercanos puede ayudarnos a descifrar la formación y evolución galácticas. Numerosas galaxias distantes observadas en el Campo Profundo del Hubble son de este tipo, pero su gran distancia hace que no puedan estudiarse en detalle. Desafortunadamente, los ejemplos cercanos son bastante raros y su abundancia va aumentando cuánto más lejos estén de nuestra galaxia, lo que se explica considerando que en el pasado, hace varios miles de millones de años, estaban más cercanas entre sí y con ello las colisiones e interacciones gravitatorias entre ellas eran mucho más comunes que hoy.
Además de las ya mencionadas, otros ejemplos de galaxias con brote estelar son NGC 2903 y NGC 4449, y en el Catálogo Messier M83, M90, M95, y M100.
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