¿Cómo obtienen su giro las estrellas o las galaxias?

Podrías partir de la premisa de que no existe ningún momento angular neto en el universo; pero seguiría siendo el caso de que todo lo de interés estuviera girando.

En las escalas de estrellas y planetas hay (al menos) dos mecanismos importantes que dan como resultado que los sistemas individuales tengan un momento angular. El primero es la turbulencia. Si toma un paquete de gas turbulento de una nube molecular gigante, siempre tendrá cierto momento angular, incluso si la nube total no lo tiene. A medida que el paquete colapsa para formar una estrella/planetas conservación del momento angular$J$y las interacciones disipativas dan como resultado un aumento en la velocidad de giro y el colapso hacia una geometría plana.

En segundo lugar, las estrellas se forman en cúmulos. Hay interacción entre los sistemas estelares temprano en sus vidas. Una vez más, el cúmulo puede tener poco J neto, pero los grupos de estrellas pueden, en relación con su propio marco de centro de masa.

En escalas mayores (galaxias) la segunda de estas explicaciones se vuelve más importante. La interacción y la acumulación de galaxias es lo que les da un giro a las galaxias individuales, incluso si los cúmulos en los que nacen tienen mucho menos o incluso ningún momento angular neto.

Como ejemplo de cómo los campos de velocidad turbulenta conducen a condensaciones gravitatorias que contienen momento angular, lo peor que podría hacer es estudiar la simulación de formación estelar realizada por Matthew Bate y sus colaboradores. Estas simulaciones comienzan en nubes con momento angular neto cero, pero producen una gran cantidad de estrellas con discos de acreción giratorios, sistemas binarios de todas las formas y tamaños, etc. Puede encontrar un artículo de revista de ejemplo aquí: http://adsabs.harvard.edu /abs/2009MNRAS.392..590B Aquí hay una página web donde puede descargar las animaciones y estudiarlas detalladamente http://www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Cluster/cluster500RT.html

Las nubes turbulentas son por naturaleza aleatorias y estocásticas en cuanto a sus movimientos. A menudo, el campo de velocidad se define en términos de una ley de potencia que depende de la escala espacial. La formación de vórtices es una característica de los medios turbulentos. Pueden producirse en ausencia de fuerzas externas. Los vórtices contienen momento angular.

También vale la pena señalar que no todas las galaxias tienen un giro apreciable. Las galaxias espirales sí, pero muchas galaxias elípticas tienen poca rotación neta. Consulte https://physics.stackexchange.com/questions/93830/why-the-galaxies-forms-2d-plane-or-spiral-like-instead-of-3d-ball-or-spherica

Cualquier objeto gaseoso tiene algo de giro, generalmente adquirido por interacciones con otros objetos. Por ejemplo, las (proto)galaxias se torsionan entre sí para adquirir una tasa baja de momento angular. Inicialmente, este espín es bastante bajo en el sentido de que no domina la dinámica: la energía en el movimiento de rotación es pequeña en comparación con otras energías, típicamente por un factor$\sim100$.

Sin embargo, la energía se puede perder a través de la disipación (y finalmente se irradia), mientras que el momento angular (giro) es mucho más difícil de eliminar. Es por eso que los objetos gaseosos en rotación eventualmente forman una configuración similar a un disco (discos galácticos y proto-estelares). En estos discos, la energía cinética está dominada por la rotación. Dichos sistemas solo pueden evolucionar significativamente si se puede intercambiar y/o transportar el momento angular. Por ejemplo, la formación de una estrella a partir de un disco protoestelar es promovida por el transporte de momento angular (hacia afuera) dentro del disco. La estrella recién nacida retiene algo de espín residual, pero eso ya no domina su energía (de lo contrario, la estrella no sería casi esférica en forma de disco). Lo mismo es esencialmente válido para los planetas.