As galáxias podem ter diferentes morfologias. Entender a formação e evolução de diferentes estruturas é importante para compreender o passado das galáxias, seus componentes e interações. Algumas destas estruturas podem ser estudadas com simulações, como é o caso das barras e dos warps.
Galáxias barradas tem uma estrutura alongada no centro do disco. Estudos observacionais em diferentes comprimentos de onda indicam que esta estrutura é bastante comum e que pelo menos sessenta por cento das galáxias espirais são barradas.
Galáxia espiral não barrada NGC 4414.
Galáxia espiral barrada NGC 1300.
As barras se formam devido à troca de momento angular entre o disco e o halo, tornando mais alongadas as órbitas das estrelas que estão no centro do disco.
Aspectos importantes a serem estudados nas barras são, por exemplo, comprimento e força. Um exemplo de técnica para medir a força (intensidade) da barra é através do modo m = 2 de Fourier da distribuição da massa projetada, já que os coeficientes de Fourier são sensíveis a medição de estruturas não axissimétricas (como é o caso das barras, que são alongadas). Também existem técnicas de ellipse fitting para estimar o comprimento da barra.
Galáxia barrada NGC 1073.
Simulação de uma galáxia barrada, usando o código Gadget-4.
Outra assimetria comum em galáxias espirais são warps. Warps são assimetrias verticais, que se intensificam conforme o raio aumenta, ou seja, são mais intensas nas bordas do disco da galáxia. No caso de warps em forma de S, um lado do disco está inclinado para baixo e o outro está inclinado para cima.
Quando observamos uma galáxia vista de lado (exemplo: NGC 3501), esperamos que seu disco não tenha assimetrias.
Porém, na verdade, a maioria das galáxias apresenta algum grau de distorção, como warps. Um exemplo clássico é a galáxia ESO 510-G13.
Warps podem ser causados por muitos fatores externos e internos, mas o mais comum é a passagem e/ou interação com uma galáxia satélite. Existem muitas medições que podem ser feitas para caracterizar a intensidade do warp: altura média, inclinação, raio em que começa o warp, entre outros.
Galáxia NGC 4731.
Simulação de warp em galáxia após interação com satélite. O código usado foi o Gadget-4.
As galáxias apresentam estruturas interessantes que podem ser melhor vistas de face (face-on), como as barras, ou de lado (egde-on), como warps. Uma das grandes vantagens das simulações é que podemos ver a galáxia em diferentes inclinações, algo que não é possível com observações.
Você pode acessar minha dissertação de mestrado e meu artigo sobre warps em galáxias barradas clicando aqui. Eu também apresentei meus resultados em alguns eventos, como nas Reuniões Anuais da Sociedade Astronômica Brasileira, no II Workshop de Astronomia do Paraná, e no Galaxy Memoirs (evento internacional).