Морфологическая классификация галактик

Система классификации галактик по внешнему виду.

Диаграмма последовательности Хаббла в виде камертона

Морфологическая классификация галактик — это система, используемая астрономами для разделения галактик на группы на основе их внешнего вида. Существует несколько схем, с помощью которых галактики можно классифицировать в соответствии с их морфологией, наиболее известной из которых является последовательность Хаббла , разработанная Эдвином Хабблом и позже расширенная Жераром де Вокулером и Алланом Сэндеджем . Однако классификация и морфология галактик сейчас в основном выполняются с использованием вычислительных методов и физической морфологии.

Последовательность Хаббла

Спиральная галактика UGC 12591 классифицируется как галактика S0/Sa. ^[1]

Последовательность Хаббла — это морфологическая схема классификации галактик , изобретенная Эдвином Хабблом в 1926 году. ^{[2] [3]} В просторечии ее часто называют «камертоном Хаббла» из-за формы, в которой ее традиционно представляют. Схема Хаббла делит галактики на три широких класса в зависимости от их внешнего вида (первоначально на фотографических пластинках ): ^[4]

• Эллиптические галактики имеют плавное, безликое распределение света и выглядят на изображениях как эллипсы. Они обозначаются буквой «E», за которой следует целое число n , обозначающее степень их эллиптичности на небе. ^[5] Удельный рейтинг эллиптичности зависит от соотношения главной (a) и малой осей (b), таким образом: ^[6]

${\displaystyle E=10\times \left(1-{\frac {b}{a}}\right)}$

• Спиральные галактики состоят из сплющенного диска со звездами , образующими (обычно двурукавную) спиральную структуру, и центральной концентрации звезд, известной как балдж , которая по внешнему виду похожа на эллиптическую галактику. Им присвоен символ «S». Примерно половина всех спиралей также имеет стержнеобразную структуру, идущую от центральной выпуклости. Этим спиралям с перемычкой присвоен символ «SB».
• Чечевицеобразные галактики (обозначенные S0) также состоят из яркой центральной выпуклости , окруженной протяженной дискообразной структурой, но, в отличие от спиральных галактик , диски линзовидных галактик не имеют видимой спиральной структуры и не образуют активных звезд в сколько-нибудь значительном количестве. ^[7]

Последовательность Хаббла на протяжении всей истории Вселенной ^[8]

Эти широкие классы могут быть расширены, чтобы обеспечить более тонкие различия внешнего вида и охватить другие типы галактик, такие как неправильные галактики , которые не имеют очевидной регулярной структуры (дискообразной или эллипсоидной). ^[4]

Последовательность Хаббла часто изображают в виде двухконечной вилки, где эллиптические линии находятся слева (степень эллиптичности увеличивается слева направо), а спирали с перемычкой и без перемычки образуют два параллельных зубца вилки на последовательности Хаббла. верно. Линзовидные галактики располагаются между эллиптическими и спиралями, в точке, где два зубца встречаются с «ручкой». ^[9]

По сей день последовательность Хаббла является наиболее часто используемой системой классификации галактик как в профессиональных астрономических исследованиях, так и в любительской астрономии . ^[10] Тем не менее, в июне 2019 года гражданские ученые из Galaxy Zoo сообщили, что обычная классификация Хаббла , особенно касающаяся спиральных галактик , может не поддерживаться и может нуждаться в обновлении. ^{[11] [12]}

Система де Вокулера

Хаббл - Диаграмма морфологии галактики де Вокулёра

NGC 6782 : спиральная галактика (типа SB(r)0/a) с тремя кольцами разного радиуса, а также перемычкой.

NGC 7793 : спиральная галактика типа SA(s)d.

Большое Магелланово Облако : галактика типа SBm.

Система де Вокулера для классификации галактик является широко используемым расширением последовательности Хаббла , впервые описанной Жераром де Вокулером в 1959 году. ^[13] Де Вокулер утверждал, что двумерная классификация спиральных галактик Хаббла основана на плотности спиральных рукавов. а также наличие или отсутствие полосы — неадекватно описывает весь спектр наблюдаемых морфологий галактик. В частности, он утверждал, что кольца и линзы являются важными структурными компонентами спиральных галактик. ^[14]

Система де Вокулера сохраняет основное разделение галактик Хаббла на эллиптические , линзовидные , спиральные и неправильные . В дополнение к схеме Хаббла де Вокулер ввел более сложную систему классификации спиральных галактик, основанную на трех морфологических характеристиках: ^[15]

• Бары. Галактики делятся по признаку наличия или отсутствия ядерной перемычки. Де Вокулер ввел обозначение SA для обозначения спиральных галактик без перемычек, дополняя использование Хабблом обозначения SB для спиралей с перемычкой. Он также допустил промежуточный класс, обозначенный SAB, содержащий спирали со слабой перемычкой. ^[16] Линзовидные галактики также классифицируются как галактики без перемычки (SA0) или с перемычкой (SB0), причем обозначение S0 зарезервировано для тех галактик, для которых невозможно определить, есть перемычка или нет (обычно потому, что они расположены с ребра). линия прямой видимости).
• Кольца. Галактики делятся на обладающие кольцевой структурой (обозначаются «(r)») и без колец (обозначаются «(s)»). Так называемым «переходным» галактикам присвоен символ (rs). ^[16]
• Спиральные рукава. Как и в исходной схеме Хаббла, спиральные галактики отнесены к классу, основанному главным образом на плотности их спиральных рукавов. Схема де Вокулёра расширяет плечи камертона Хаббла, включив в него несколько дополнительных спиральных классов:
  • Sd (SBd) – диффузные разломанные рукава, состоящие из отдельных звездных скоплений и туманностей; очень слабая центральная выпуклость
  • Sm (SBm) – неправильный внешний вид; нет выпуклого компонента
  • Im – крайне неправильная галактика
  Большинство галактик этих трех классов в исходной схеме Хаббла относились к классу Irr I. Кроме того, класс Sd содержит несколько галактик из класса Sc Хаббла. Галактики классов Sm и Im называются «Магеллановыми» спиралями и неправильными, соответственно, в честь Магеллановых Облаков . Большое Магелланово Облако относится к типу SBm, а Малое Магелланово Облако имеет неправильную форму (Im).

Различные элементы схемы классификации объединяются — в том порядке, в котором они перечислены, — чтобы дать полную классификацию галактики. Например, спиральная галактика со слабым перемычкой со свободно закрученными рукавами и кольцом обозначается SAB(r)c.

Визуально систему де Вокулёра можно представить как трехмерную версию камертона Хаббла со стадией (спиральностью) по оси x , семейством (перемычкой) по оси y и разнообразием (кольцевостью) по оси z . ось. ^[17]

Числовой этап Хаббла

Де Вокулер также присвоил числовые значения каждому классу галактик в своей схеме. Значения числовой стадии Хаббла T варьируются от -6 до +10, причем отрицательные числа соответствуют галактикам раннего типа (эллиптические и линзовидные), а положительные числа - поздним типам (спиральным и неправильным). ^[18] Таким образом, как правило, более низкие значения T соответствуют большей доле звездной массы, содержащейся в сфероиде/балдже по сравнению с диском. Приблизительное сопоставление отношения масс сфероида к полной звездной массе (MB _/ MT ₎ и стадии Хаббла составляет MB _/ MT ₌ (10-T) ^2/256 на основе местных галактик. ^[19]

Эллиптические галактики делятся на три «стадии»: компактные эллиптические (cE), нормальные эллиптические (E) и поздние типы (E ⁺ ). Чечевицеобразные аналогично подразделяются на ранний (S− ⁾ , промежуточный (S0 ⁾ и поздний (S ⁺ ) типы. Неправильные галактики могут быть магеллановыми неправильными ( Т = 10) или «компактными» ( Т = 11).

Использование численных стадий позволяет проводить более количественные исследования морфологии галактик.

Схема Йеркса (или Моргана)

Схема Йеркса была создана американским астрономом Уильямом Уилсоном Морганом . Вместе с Филипом Кинаном Морган также разработал систему МК для классификации звезд по их спектрам. Схема Йеркса использует спектры звезд галактики; форма, реальная и кажущаяся; и степень центральной концентрации для классификации галактик. ^[21]

Так, например, Галактика Андромеды классифицируется как kS5. ^[22]

Смотрите также

• Морфологический каталог галактик  - Российский каталог из 30 642 галактик.
• Диаграмма цвета и величины галактики  - диаграмма, показывающая взаимосвязь между яркостью и массой крупных звездных систем.
• Galaxy Zoo  – краудсорсинговый астрономический проект
• Уильям Уилсон Морган  – американский астроном
• Фриц Цвикки  – швейцарский астроном (1898–1974).

Рекомендации

1. «Замечательный галактический гибрид». www.spacetelescope.org . Проверено 27 февраля 2017 г. .
2. Хаббл, EP (1926). «Внегалактические туманности». Материалы Обсерватории Маунт-Вилсон/Института Карнеги в Вашингтоне . 324 : 1–49. Бибкод : 1926CMWCI.324....1H.
3. Хаббл, EP (1936). Царство туманностей. Нью-Хейвен: Издательство Йельского университета . LCCN  36018182.
4. «Камертон Хаббла - классификация галактик». www.spacetelescope.org . Проверено 06 февраля 2019 г.
5. Бинни, Джеймс (1998). Галактическая астрономия . Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-02565-0.
6. «Эллиптическая галактика». КОСМОС — Астрономическая энциклопедия САО . Проверено 19 сентября 2020 г.
7. «Лентикулярные галактики». cas.sdss.org . Проверено 06 февраля 2019 г.
8. «Хаббл исследует происхождение современных галактик». Пресс-релиз ЕКА/Хаббла . Проверено 20 августа 2013 г.
9. «Галактики». www.jb.man.ac.uk.​ Проверено 06 февраля 2019 г.
10. Иафрат, Г. «ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ХАББЛА» (PDF) . uni-heidelberg.de . Проверено 06 февраля 2019 г.
11. Королевское астрономическое общество (11 июня 2019 г.). «Гражданские ученые перенастраивают классификацию галактик Хаббла». ЭврекАлерт! . Проверено 11 июня 2019 г.
12. Мастерс, Карен Л.; и другие. (30 апреля 2019 г.). «Галактический зоопарк: решение проблемы намотки - наблюдения за выступанием спиральной выпуклости и углами наклона рукавов позволяют предположить, что местные спиральные галактики извиваются». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 487 (2): 1808–1820. arXiv : 1904.11436 . Бибкод : 2019MNRAS.487.1808M. дои : 10.1093/mnras/stz1153 . Проверено 12 июня 2019 г.
13. Де Вокулёр, Г. (1959). «Классификация и морфология внешних галактик». Астрофизика IV: Sternsysteme / Астрофизика IV: Звездные системы . Handbuch der Physik / Энциклопедия физики. Том. 53. С. 275–310. Бибкод : 1959HDP....53..275D. дои : 10.1007/978-3-642-45932-0_7. ISBN 978-3-642-45934-4. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
14. Бинни, Дж .; Меррифилд, М. (1998). Галактическая астрономия . Принстон: Издательство Принстонского университета . ISBN 978-0-691-02565-0.
15. «Галактика - Типы галактик». Британская энциклопедия . Проверено 06 февраля 2019 г.
16. де Вокулёр, Жерар (апрель 1963 г.). «Пересмотренная классификация 1500 ярких галактик». Приложение к астрофизическому журналу . 8 : 31. Бибкод :1963ApJS....8...31D. дои : 10.1086/190084.
17. Де Вокулёр, Г. (1994). «Глобальные физические параметры галактик» ( PostScript ) . Проверено 2 января 2008 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
18. «Качественные и количественные классификации галактик». ned.ipac.caltech.edu . Проверено 06 февраля 2019 г.
19. Обрешков, Д.; Кротон, Д.; Де Люсия, Г.; Хочфар, С.; Роулингс, С. (2009). «Моделирование космической эволюции атомарного и молекулярного водорода в галактиках». Астрофизический журнал . 698 (2). Уравнение (18). arXiv : 0904.2221 . Бибкод : 2009ApJ...698.1467O. дои : 10.1088/0004-637X/698/2/1467. S2CID  204925243.
20. Бинни, Дж.; Меррифилд, М. (1998). Галактическая астрономия . Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-02565-0.
21. "Классификация Йеркса". ned.ipac.caltech.edu . Проверено 06 февраля 2019 г.
22. Дорогой, Дэвид. «классификация галактик». www.daviddarling.info . Проверено 06 февраля 2019 г.

Внешние ссылки

• Галактики и Вселенная – введение в классификацию галактик
• Атлас морфологии галактик в ближнем инфракрасном диапазоне, TH Jarrett
• Инфракрасный обзор близлежащих галактик «Спитцер» (SINGS) Камертон Хаббла, Наследие космического телескопа «Спитцер» SINGS
• Посетите GalaxyZoo.org, чтобы попробовать свои силы в классификации галактик в рамках проекта открытого сообщества Оксфордского университета.