Observaties met de Hubble-ruimtetelescoop en instrumenten op de grond tonen aan dat de eerste sterrenstelsels pas één miljard jaar na de oerknal, die waarschijnlijk zo’n 13 tot 14 miljard jaar geleden plaatsvond, vorm kregen.
Er zijn twee belangrijke theorieën die verklaren hoe de eerste sterrenstelsels werden gevormd. De waarheid kan een beetje van beide ideeën inhouden.
De ene zegt dat sterrenstelsels werden geboren toen enorme wolken van gas en stof onder hun eigen zwaartekracht instortten, waardoor sterren konden ontstaan.
De andere, die de laatste jaren aan kracht heeft gewonnen, zegt dat het jonge heelal veel kleine “klonten” materie bevatte, die samenklonterden om sterrenstelsels te vormen. De Hubble-ruimtetelescoop heeft veel van dergelijke klonters gefotografeerd, die de voorlopers van moderne sterrenstelsels kunnen zijn. Volgens deze theorie waren de meeste van de vroege grote sterrenstelsels spiralen. Maar na verloop van tijd zijn veel spiralen samengesmolten tot elliptische stelsels.
Het proces van melkwegvorming is niet gestopt. Ons heelal blijft zich ontwikkelen. Kleine melkwegstelsels worden vaak opgeslokt door grotere. De Melkweg kan de overblijfselen bevatten van verschillende kleinere melkwegstelsels die hij tijdens zijn lange leven heeft opgeslokt. De Melkweg verteert nu al minstens twee kleine melkwegstelsels, en kan er in de komende miljarden jaren nog meer bij krijgen.
Samenvoegingen van melkwegstelsels komen vrij vaak voor. Een groot deel van de heldere sterrenstelsels die we vandaag de dag zien, kan zijn ontstaan uit de samensmeltingen van twee of meer kleinere sterrenstelsels.
Samenvoegingen komen vaak voor omdat het heelal op de galactische afstandsschaal overvol is. De schijf van de Melkweg, bijvoorbeeld, beslaat ongeveer 100.000 lichtjaar; het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel, de grote spiraal in Andromeda, die iets groter is dan de Melkweg, is ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar weg. Dat betekent dat de afstand tussen deze twee sterrenstelsels slechts ongeveer 25 keer zo groot is als de afmetingen van de sterrenstelsels zelf. Dat laat niet veel “speelruimte” over voor melkwegstelsels.
Galaxies zijn ook erg massief, dus hun zwaartekracht is sterk. Als je ze samenperst, kan de aantrekkingskracht zo sterk zijn dat twee sterrenstelsels zich aan elkaar vastklampen en niet meer loslaten. Uiteindelijk smelten ze samen en vormen ze één reusachtige stad van sterren.
De grootste sterrenstelsels zijn reusachtige elliptische stelsels. Ze zien eruit als eieren of voetballen. Ze kunnen tien keer zo groot zijn als de Melkweg en meer dan een triljoen sterren bevatten. Zulke sterrenstelsels zijn waarschijnlijk ontstaan toen twee of meer spiralen, zoals de Melkweg, samensmolten tot één enkel sterrenstelsel.
Een bewijs voor de fusietheorie is het grote aantal elliptische stelsels in dichte clusters van sterrenstelsels, waar fusies vaak moeten voorkomen. Twee reusachtige elliptische sterrenstelsels domineren bijvoorbeeld het centrum van de dicht opeengepakte Coma-cluster. En het hart van de Virgo-cluster bevat drie reusachtige elliptische sterrenstelsels die elk bijna een miljoen lichtjaar omspannen.
Samenvoegingen kunnen een paar honderd miljoen tot een paar miljard jaar duren om te voltooien. Ze kunnen intense uitbarstingen van nieuwe stervorming veroorzaken, en zelfs gigantische zwarte gaten doen ontstaan.
Sterren blijven ongedeerd
Galactische botsingen veroorzaken zelden frontale wrakken tussen individuele sterren. Zelfs als twee sterrenstelsels tegen elkaar botsen, is de afstand tussen de sterren enorm. Toch kunnen sterren nadelige gevolgen ondervinden van de botsingen. Ze kunnen in nieuwe banen worden geslingerd, of zelfs uit hun eigen sterrenstelsels worden geslingerd en in de intergalactische ruimte terechtkomen.
Terwijl galactische botsingen zelden sterren vernietigen, creëren ze ze vaak wel. Als enorme wolken van gas en stof in samensmeltende sterrenstelsels tegen elkaar botsen, kunnen ze duizenden of zelfs miljoenen nieuwe sterren creëren.