1.Collision de deux galaxies spirales :

Voici dans la vidéo ci-dessous une modélisation de la collision entre deux galaxies spirales. Le nombre total de particules est égal à 60.000. Les astrophysiciens pensent, grâce à ce type de simulation, qu'une galaxie elliptique est le résultat de la fusion de deux galaxies spirales. Environ 2/3 des galaxies sont spirales, l'autre tiers se partageant essentiellement entre 10 % d'elliptiques et 20 % de lenticulaires.

L'existence de deux types principaux de galaxies, elliptiques (sphéroïdales) et spirales (disques), est un vieux problème en astronomie extragalactique. Selon l'interprétation traditionnelle où les galaxies sont toutes constituées peu après le Big Bang, les étoiles des systèmes sphéroïdes se forment très rapidement à partir du nuage protogalactique, avant toute dissipation du composant gazeux. Les étoiles des disques, au contraire, apparaissent plus lentement à partir des nuages de gaz qui ont eu le temps de se condenser et de s'aplatir en disque par rotation. L'origine de cette formation d'étoiles à deux vitesses est encore mal connue.

En outre, il est possible d'estimer le nombre de fusions de galaxies depuis le début de l'Univers. Se basant sur les systèmes en cours de fusion avec vestiges d'interaction (NGC 7252), et sachant que cette période transitoire dure environ un à deux milliards d'années, on peut extrapoler à 10-20 % le nombre de galaxies ayant fusionné depuis le Big Bang. Ce pourcentage correspond à peu près à la proportion de galaxies elliptiques dans l'Univers !

Pourtant, de nombreux arguments ont été avancés contre cette théorie de la formation des elliptiques: notamment, l'abondance des amas globulaires, très forte dans les elliptiques, ne pourrait être expliquée par fusion de deux spirales, où ces amas sont bien moins abondants; de plus, la fusion de deux systèmes d'étoiles peu concentrés ne pourrait conduire à la très forte concentration des elliptiques; enfin, les galaxies elliptiques naines ne pourraient être formées par le même mécanisme.

Ces arguments peuvent cependant être discutés: la formation des galaxies elliptiques ne ferait pas intervenir que des fusions de galaxies de masse comparable: si l'on tient compte de la capture de petits compagnons, la formation des elliptiques serait plus progressive. La fusion de deux systèmes gazeux, et non stellaires, permettrait par dissipation la formation des systèmes stellaires concentrés.

Reste un argument assez convaincant dû à Alar Toomre : si les fusions de galaxies ne sont pas à l'origine des galaxies elliptiques et que ces dernières sont issues des reliques des toutes premières interactions entre galaxies, où sont passés les vestiges de ces fusions dont le prototype est NGC 7252 ? Ces objets mystérieux devraient pour le moins représenter environ 15 % des galaxies de l'Univers !