Una galàxia Starburst o galàxia esclat d'estrelles és una galàxia amb una taxa excepcionalment alta de formació estel·lar, comparada a la taxa de formació estel·lar comú en la majoria de les galàxies. S'ha observat que les galàxies entre en períodes d'esclat de formació estel·lar després de processos de col·lisió o encontres amb altres galàxies properes. La taxa de formació d'estrelles en aquest tipus de galàxies tan alta que consumirien les reserves de gas per a la formació d'estrelles molt ràpidament; és per això, que se suposa que els esclats de formació estel·lar són temporals. Exemples de galàxies d'esclat d'estrelles són M82, les Galàxies de les Antenes, i IC 10. Un altre exemple més proper, n'és la taxa de formació estel·lar de la galàxia Via Làctia d'aproximadament 3 M☉/any, mentre que les galàxies amb brot estel·lar poden experimentar taxes de formació d'estrelles que són més d'un factor de 33 vegades més gran.[1]
No existeix una única definició àmpliament acceptada. No obstant això, es tenen en consideració com a mínim els següents tres factors:
Algunes definicions inclouen:
Per iniciar un starburst és necessari concentrar un gran quantitat de gas molecular fred en un petit volum. Aquestes concentracions i pertorbacions són probablement les causants del fenomen de starburst global en la major part de les fusions de galàxies. Aquests canvis en la velocitat de formació estel·lar també van provocar variacions amb el temps d'esgotament, i van impulsar un esclat estel·lar amb els seus propis mecanismes galàctics en lloc de fusionar-se amb una altra galàxia.[2] Tot i que encara no ha estat del tot determinat el mecanisme exacte.
Les dades observacionals han mostrat fa temps que existeix un esclat del disc de formació estel·lar en galàxies en fusió o interacció. També es creu que les interaccions entre galàxies properes que, de fet, no estan en procés de fusió poden produir modes de rotació inestables que condueixen el gas cap al nucli, produint-hi l'esclat de formació estel·lar.[3] Com que la rotació inestable pot ser causada per interaccions de marees i fusions entre galàxies, aquest resultat proporciona més proves que les fusions i les interaccions de les marees poden induir la formació d'estrelles centrals en una galàxia i provocar una explosió estel·lar.
La classificació d'aquest tipus de galàxies no és fàcil, ja que no representen un tipus específic en si mateixes. L'starburst pot succeir en galàxies espirals, i galàxies irregulars sovint exhibeixen nodes de starburst, sovint estès per tota la galàxia irregular. No obstant això, alguns astrònoms han proposat diferents subtipus de starburst:
En primer lloc, un starburst ha de disposar d'una gran quantitat de gas per tal de formar estrelles. L'esclat es produiria per un encontre amb una altra galàxia (com M81/M82), una col·lisió amb una altra galàxia (com a les galàxies de les antenes), o per un altre procés que forcés la materia cap al centre de la galàxia (com una barra estel·lar).
L'interior de l'starbusrt és un ambient extrem. La gran quantiat de gas significa la formació d'estrelles molt massives. Les estrelles joves i calentes ionitzen el gas (principalment hidrogen) creant regions HII. Grups d'estrelles molt calentes es coneixen amb associacions OB. Aquestes estrelles cremen d'una manera ràpida i brillant, i són força propenses a explotar en forma de supernova al final de la seva vida. Després de l'explosió de supernova, el material ejectat s'expandeix i es converteix en un romanent de supernova. Aquests romanents interaccionen amb el medi interestel·lar de l'starburst i pot ser l'espai de màsers naturals.
L'estudi de galàxies starburst pot ajudar a determinar la història de la formació de la galàxia i de la seva evolució. Un gran nombre de galàxies molt distants vistes, per exemple, en espai profund Hubble se saben que són starburst, però es troben massa lluny per a ser estudiades en detall. Observant els exemples propers i explorant les seves característiques es poden fer una idea d'allò que passava en les primeres etapes de l'univers, ja que la llum que veiem d'aquestes galàxies llunyanes va sortir quan l'univers era molt més jove. No obstant això, les galàxies starburst semblen ser força rares en el nostre univers local, i són més comunes més lluny de nosaltres, el que indicaria que hi havia moltes més ara fa bilions d'anys. Totes les galàxies eren més properes llavors i, per tant, era molt més probable que fossin influenciades per les respectives gravetats. Encontres més freqüents produirien més starburst, ja que la forma de les galàxies evoluciona amb l'expansió de l'univers.
M82 és l'arquetipus de galàxies starburst. El seu alt grau de formació estel·lar és degut a un encontre amb la galàxia espiral veïna M81. Mapes de la regió fets per radiotelescopis mostren grans efusions d'hidrogen neutre connectant les dues galàxies, també a conseqüència de l'encontre.[5] Les imatges de ràdio de la zona central d'M82 també mostra un gran nombre de romanents de joves supernoves, abandonats quan les estrelles més massives creades en l'esclat d'estrelles va arribar a la fi. Les antenes és un altre sistema starburst ben conegut, detallat per una imatge del Hubble, publicada el 1997.[6]