Una galaxia espiral de gran diseño es un tipo de galaxia espiral con brazos espirales prominentes y bien definidos, a diferencia de las espirales de múltiples brazos y floculantes que tienen características estructurales más sutiles. Los brazos espirales de una galaxia de gran diseño se extienden claramente alrededor de la galaxia a través de muchos radianes y pueden observarse en una gran fracción del radio de la galaxia. A partir de 2002, aproximadamente el 10 por ciento de todas las galaxias espirales conocidas actualmente se clasifican como espirales de tipo gran diseño, [1] incluyendo M51 , M74 , M81 , M83 y M101 .
La teoría de ondas de densidad es la explicación preferida para la estructura bien definida de las espirales de gran diseño, [2] sugerida por primera vez por Chia-Chiao Lin y Frank Shu en 1964. [3] El término "gran diseño" no se utilizó en este trabajo, pero apareció en el artículo de continuación de 1966; [4] A Lin [5] (junto con Yuan y Shu [6] ) se le atribuye generalmente la acuñación del término.
Según la teoría de las ondas de densidad, los brazos espirales se crean dentro de ondas de densidad que giran alrededor de la galaxia a velocidades diferentes a las de las estrellas en el disco de la galaxia. Las estrellas y el gas se agrupan en estas regiones densas debido a la atracción gravitatoria hacia el material denso, aunque su ubicación en el brazo espiral puede no ser permanente. Cuando se acercan al brazo espiral, son atraídos hacia el material denso por la fuerza de la gravedad; y a medida que viajan a través del brazo, se ralentizan para salir por la misma atracción gravitatoria. Esto hace que el gas en particular se aglomere en las regiones densas, lo que a su vez hace que las nubes de gas colapsen, lo que resulta en la formación de estrellas .