Kierteisgalaksi
Kierteisgalaksi eli "spiraaligalaksi" on eräs Hubblen luokittelun mukainen galaksityyppi, jonka silmiinpistävin ominaisuus on kierteinen rakenne. Kierregalaksille on ominaista sen pyöriminen; kaikki galaksin ympärillä olevaat tähdet sekä kaasu- ja pölypilvet kiertävät galaksin keskustan ympäri. Nykyään tunnetuista galakseista noin 35 % on kierteisgalakseja. Kotigalaksimme Linnunrata on kierteisgalaksi.
Valtaosa kierteisgalaksin tähdistä kiertää galaksin keskusta samansuuntaisesti. Siten galaksi itsessäänkin kiertää – kiertoaika tosin on hyvin pitkä, esimerkiksi Linnunradalla 226 miljoonaa vuotta (niin sanottu galaktinen vuosi) Auringon kohdalla. Tyypillinen kierteisgalaksi jakautuu seuraaviin osiin:
Hubblen luokittelu jakaa kierteisgalaksit tavallisiin kierteisgalakseihin (S) ja sauvaspiraaligalakseihin (SB), joiden ydin on sauvan muotoinen ja kierteishaarat lähtevät "sauvan" päistä. Noin kolmasosa kierteisgalakseista on sauvaspiraaleja.
Useimmat kierteisgalaksit ovat syntyneet hyvin varhaisessa vaiheessa maailmankaikkeuden ollessa vasta arviolta 500–1 000 miljoonan vuoden ikäinen. Maailmankaikkeuden rakenteessa oli pieniä epätasaisuuksia, joista vähitellen kehittyi ainetiivistymiä. Tiivistymät alkoivat kiertää itsensä ympäri ja muuttuivat pyörimistasolla oleviksi kiekkomaisiksi rakenteiksi. Samalla myös kiekon sisällä aine alkoi tiivistyä vedystä ja heliumista koostuviksi palloiksi, joissa alkoi fuusioreaktio. Ensimmäiset galaksit ja tähdet olivat syntyneet.
On syytä olettaa, että kaikki galaksit ovat olleet alun perin kierteisgalakseja. Elliptisten galaksien tähtien kaoottiset kiertoradat ja epäsäännöllisten galaksien häiriintynyt muoto viittaavat siihen, että ne ovat syntyneet kahden tai useamman galaksin vuorovaikutuksen seurauksena, jolloin tähtien tasaiset kiertoradat ovat peruuttamattomasti muuttuneet. Esimerkiksi Linnunrata ja Andromedan galaksi tulevat törmäämään noin 3 miljardin vuoden kuluttua, jolloin ne todennäköisesti muodostavat suuren elliptisen galaksin.
Kierteisrakenteen synnyn mekanismeja ei tunneta tarkasti, mutta useita teorioita on esitetty. Vielä tänäkään päivänä tutkijat eivät ole päässeet yhteisymmärrykseen niiden syntymekanismista. Bertil Lindblad osoitti, etteivät kierteishaarat voi olla erillisiä rakenteita: mikäli näin olisi, haarat venyisivät pian tiiviiksi sykkyräksi ytimen ympärille, sillä kiekon kierrosnopeus on sitä hitaampi, mitä kauempana ytimestä kiekon osa sijaitsee.
Kierteisgalaksien kierteishaarat ensimmäisenä löytänyt irlantilainen tähtitieteilijä William Parsons purki turhautumisensa sanoiksi vuonna 1850:
""Niin paljon kuin näiden outojen muotojen löytäminen kiihottaakin uteliaisuuttamme ja herättää intensiivisen halun oppia jotain niistä laeista, jotka säätelevät näitä ihmeellisiä rakennelmia, uskon, ettei meillä ole toistaiseksi mitään mahdollisuutta edes yrittää selittää niitä uskottavasti""
C. C. Lin ja Frank Shu esittivät vuonna 1964 teorian, jonka mukaan kierteishaarat ovat itse asiassa tähtien spiraalimaisia tiheysaaltoja. Se olettaa, että tähdet kiertävät galaksissa hiukan elliptisillä radoilla ja että kiertoratojen suunnat muuttuvat tasaisesti etäisyyden kasvaessa keskustasta. Tästä seuraa, että tietyillä alueilla tähdet ovat tiheämmässä ja tietyillä taas harvemmassa. Tiheät ja siten kirkkaammat alueet näyttävät kierteishaaroilta. Tähdet eivät siis olisi sidoksissa tiettyyn haaraan, vaan matkaavat niiden halki galaksin kiertäessä.