Una galaxia espiral de gran diseño es un tipo de galaxia espiral con brazos espirales prominentes y bien definidos, a diferencia de las espirales floculentas y de múltiples brazos 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. En 2002, aproximadamente el 10 por ciento de todas las galaxias espirales conocidas actualmente están clasificadas como espirales de gran diseño, [1] incluidas 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] ) generalmente se le atribuye 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 diferentes velocidades que las estrellas en el disco de la galaxia. Las estrellas y el gas se acumulan en estas regiones densas debido a la atracción gravitacional hacia el material denso, aunque su ubicación en el brazo espiral puede no ser permanente. Cuando se acercan al brazo espiral, la fuerza de gravedad los atrae hacia el material denso; y a medida que viajan a través del brazo, la misma atracción gravitacional frena su salida. Esto hace que el gas en particular se acumule en las regiones densas, lo que a su vez provoca el colapso de las nubes de gas y, como resultado, la formación de estrellas .