какие галактики называются эллиптическими
Различные типы галактик во Вселенной
Наши знания о галактиках (в том числе о Млечном Пути) эволюционировали от философского мышления Аристотеля в 5-м веке до нашей эры до революционных открытий Эдвина Хаббла в начале 1920-х годов до крупных научных открытий в конце 20-го и 21-го века.
В наблюдаемой вселенной насчитывается около двух триллионов галактик или более. Большинство обнаруженных галактик на сегодняшний день имеют отличительные особенности и различаются по форме и размерам.
Чтобы классифицировать различные галактики, астрономы и исследователи используют морфологическую классификацию, известную как последовательность Хаббла (разработанная Эдвином Хабблом), которая помогает им точно изучать отдельные галактики.
Метод Хаббла был позже изменен французским астрономом Жераром де Вокулером в 1959 году. На основе этих классификаций и нескольких других характеристик мы обсудили различные типы галактик ниже.
Последовательность Хаббла
Схема классификации галактик по Хабблу
В 1926 году Эдвин Хаббл выдвинул первую в мире морфологическую схему классификации галактик; классификация Хаббла. Он распознает три основных типа галактик; Эллиптические, спиральные и линзовидные. Эти широкие категории галактик подразделяются на систему, называемую диаграммой камертона.
Эллиптические галактики
Эллиптические галактики, как правило, гладкие и безликие. Схема классификации Хаббла, разделить эти галактики на основе их скорости эллиптичности, E0, будучи почти сферической к E7, высоко вытянутой галактики.
Одной из наиболее примечательных особенностей эллиптических галактик является то, что они имеют очень небольшое количество открытых скоплений (группа из нескольких тысяч звезд) и низкий уровень звездообразования. Эти галактики обычно состоят из более старых, более развитых звезд.
Примеры эллиптических галактик: Messier 87, IC 1101 и Maffei 1 (ближайшая эллиптическая галактика).
Спиральные галактики
Рукава спиральной галактики отчетливо видны из-за присутствия в изобилии молодых, все еще формирующихся звезд.
Спиральная галактика с перемычкой
Предполагается, что эти галактические бары являются временными (они распадаются со временем) и вызваны либо выбросом энергии из ядра наружу, либо мощным приливным взаимодействием с соседней галактикой.
Примеры спиральных галактик с перемычкой: Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Водоворот.
Линзовидная (линзообразная) галактика
В самом центре системы Хаббла, где раздваиваются две ветви спиральных галактик, можно увидеть промежуточные галактики, обозначенные символом S0.
Эти типы галактик известны как линзовидные галактики. Они имеют яркую выпуклость в своей основе и имеют эллиптическую форму. Однако, в отличие от спиральных галактик, у них нет спиральных рукавов и они не производят новых звезд со значительной скоростью.
Система классификации галактик де Вокулера
Основываясь на последовательности Хаббла, французский астроном де Вокулер разработал расширение морфологической классификации галактики. Он утверждал, что классификация Хаббла неполна и не описывает их в полной мере.
В то время как система де Вокулер сохраняет первичную классификацию галактик, эллиптических, спиралевидных, линзовидных и неправильных, она вводит более детальную классификацию галактик, которая фокусируется на их кольцах, барах и спиральных рукавах.
Некоторые другие типы галактик основаны на их морфологии
Пекулярная галактика
Пекулярная галактика: Пекулярная галактика, как следует из названия, представляет собой галактику странной формы, размера и неизвестного состава. Только небольшой процент всех обнаруженных галактик относится к категории особых галактик. AGN (активные галактические ядра) и взаимодействующие галактики в настоящее время представляют собой два типа пекулярных галактик, идентифицированных астрономами.
Считается, что эти типы галактик являются результатом гравитационного перетягивания каната между двумя галактиками, когда они находятся очень близко друг к другу. Две пострадавшие стороны развивают своеобразные визуальные свойства из-за массового приливного взаимодействия.
Снимок объекта Хога, сделанный телескопом Хаббл. Предоставлен NASA/ESA.
Кольцевая Галактика: Кольцевая галактика содержит множество массивных, молодых и ярких звезд, окружающих относительно менее яркое ядро. Объект Хога является прекрасным примером кольцевых галактик, расположенных на расстоянии около 600 млн световых лет в созвездии Змеи.
Одной из ведущих теорий относительно их образования является гравитационное разрушение, вызванное близким проходом меньшей галактики вблизи ядра большей.
Неправильные галактики: те галактики, которые нельзя отнести ни к эллиптическим, ни к спиральным, известны как Нерегулярные галактики. Они имеют хаотичный вид и не имеют ни спиральной руки, ни центральной выпуклости. Нерегулярные галактики можно разделить на три подкатегории: галактики Irr-I, lrr-II и dI-галактики, ни одна из которых не совпадает со схемой Хаббла.
Активные галактики
В приведенном выше разделе мы рассмотрели галактики, основанные на их морфологии или их внешнем виде. Но если галактика, независимо от ее формы, содержит активное галактическое ядро, то она также может быть классифицирована как активная галактика.
Что такое активное галактическое ядро, спросите вы, ну, это компактная область вблизи центра галактики, которая имеет большую, чем обычно, светимость почти по всему электромагнитному спектру.
Активные галактики делятся на две категории; радио-тихие AGN и радио-громкие AGN. В радиомолчании AGN, таких, как галактики Сейферта, наблюдаются узкие, а иногда и широкие линии излучения, нечастое сильное рентгеновское излучение и слабая радиоструя. Другими типами радио-тихих AGN являются LINER, Quasar 2 и радио-тихие квазары.
Изображение, полученное телескопом Хаббла, показывает выброшенную струю материи из Мессье 87, активной галактики, движущейся почти со скоростью света.
Галактика со вспышкой звездообразования
Известно, что галактики со вспышками звезд генерируют новые звезды с исключительно высокой скоростью. Эта скорость настолько высока, что эти галактики обязаны использовать весь свой звездообразующий газовый резервуар намного быстрее, чем любые другие типы галактик. Большинство наблюдаемых галактик со звездными всплесками либо проходят через галактическое слияние, либо вот-вот столкнутся с ним.
На протяжении многих лет астрономы незначительно классифицировали галактики звездообразования на основе их отчетливых видимых характеристик. Это голубые компактные галактики, светящиеся инфракрасные галактики и галактики Вольфа-Райе. Один из них описан ниже.
Светящиеся инфракрасные галактики: инфракрасные галактики, скорее всего, представляют собой одиночные газообразные спирали, которые получают свою инфракрасную светимость либо от большого числа звезд, упакованных в компактную область, либо от активного галактического ядра. Считается, что светящаяся инфракрасная галактика имеют яркость более чем в 100 миллиардов раз больше, чем Солнце.
Обычно считается, что некоторые светящиеся инфракрасные галактики создают почти 100 новых звезд по сравнению только с 7 звездами Млечного Пути каждый год, таким образом, они поддерживают свои чрезвычайно высокие уровни яркости.
Галактики с низкой активностью
Галактика низкой поверхностной яркости: галактики этого типа в основном карликовые, и большая часть их вещества находится в газообразной водородной форме, а не в звездах. Они очень слабые из-за отсутствия звездообразования.
Что такое эллиптическая галактика?
Эллиптические галактики являются наиболее распространённым типом галактик во Вселенной, но из-за их возраста и невысокой яркости они часто затмеваются более молодыми и более яркими коллекциями звёзд.
В эллиптических галактиках отсутствуют закрученные рукава, как у их более известных братьев и сестёр – спиральных галактик. Вместо этого они имеют округлую форму, напоминающую эллипс.
Одна из самых известных эллиптических галактик – Лебедь А, которая расположена примерно в 600 миллионах световых лет от Земли и является чрезвычайно ярким радиоисточником. Лебедь А не только хорошо известна астрономам, но и упоминалась в научной фантастике; например, в романе 1985 года “Контакт” (Карл Саган), который позже был экранизирован.
Классификация и характеристики
В 1926 году Эдвин Хаббл предложил систему классификации галактик. Известная как последовательность Хаббла, она разделяет галактики в зависимости от их формы. В рамках этой системы эллиптические галактики классифицируются по степени их растяжения. Галактики, классифицированные как E0, кажутся почти идеальными кругами (помните, что круг – это частный случай эллипса), в то время как те, которые обозначены как E7, кажутся намного более вытянутыми. Внешний вид галактики связан с тем, под каким углом она расположена к наблюдателю с Земли. Например, галактика, имеющая обозначение E7, но видимая сверху, будет выглядеть как E0, потому что наблюдатели не увидят ее вытянутую форму, которая лежит “за ней”.
Это новое изображение эллиптической галактики под названием Мессье 105 было получено телескопом “Хаббл”. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / C. Sarazin et al.
Эллиптические галактики имеют более широкий диапазон размеров, чем галактики других типов. Самыми маленькими являются карликовые эллиптические галактики, которые могут быть более чем в 10 раз меньше Млечного Пути. Однако они также могут простираться и на миллион световых лет и содержать – более десяти триллионов звёзд. M87, идентифицированная как одна из самых больших галактик во Вселенной, классифицируется как эллиптическая галактика E0.
Астрономы обнаружили больше спиральных галактик, чем эллиптических, но это из-за того, что спиральные галактики намного легче обнаружить. В то время как спиральные галактики – яркие, эллиптические галактики – тусклые. Спиральные галактики являются очагами звездообразования, но эллиптические галактики не настолько плодовиты, потому что содержат меньше газа и пыли, что означает, что в них рождается меньше новых (и более ярких) звёзд. Существующие в эллиптической галактике звёзды имеют тенденцию быть старше, испуская больше красного света, чем более молодые звёзды.
Итак, почему астрономы думают, что эллиптические галактики доминируют во Вселенной? Потому что, когда конкретные области неба изучаются более детально, эллиптические галактики начинают доминировать. Астрономы думают, что это характерно для любого уголка Вселенной.
История и образование
Поскольку эллиптические галактики содержат более старые звёзды и очень мало газа, то учёные считают, что они приближаются к концу своей эволюции. Вселенная является опасным местом, и частые столкновения между галактиками – это обычное явление. Например, Млечный Путь столкнётся с галактикой Андромеды через несколько миллиардов лет. Когда две спиральные галактики сталкиваются, они теряют свою привычную форму, превращаясь в менее структурированные эллиптические галактики.
Эта иллюстрация показывает одну из первых стадий слияния нашей галактики Млечный Путь и соседней галактикой Андромеды. Авторы и права: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger.
Эллиптические галактики, рождённые в результате столкновения, чаще встречаются в скоплениях и группах галактик. Их реже обнаруживают в ранней Вселенной, что подтверждает идею о том, что они возникли в результате столкновений, произошедших позднее в жизни галактики.
Исследования, проведённые за последние несколько лет, довольно много рассказали нам об эволюции эллиптических галактик.
Исследование 2014 года показало, что сверхмассивные чёрные дыры могут остановить образование звёзд в эллиптических галактиках, что поможет объяснить, почему в эллиптических системах так мало новых звёзд. Раньше астрономы считали, что эллиптическим галактикам не хватает холодного газа, необходимого для образования звёзд, однако новое исследование показало, что на самом деле эти объекты богаты таким газом, его просто выдувают сверхмассивные чёрные дыры.
Спиральные галактики UGC 9618 и VV 340, находящиеся в процессе слияния. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble Heritage.
В 2015 году исследователи обнаружили, что некоторые компактные эллиптические галактики могут потерять большую часть своей массы в результате взаимодействия галактик.
Слияние эллиптических галактик может даже привести к появлению очень странных гибридов, таких как галактика Сомбреро. Исследование, проведенное в 2012 году командой космического телескопа “Спитцер” НАСА, показало, что Сомбреро состоит из одной галактики внутри другой; в результате Сомбреро была переклассифицирована в эллиптическую галактику с плоским диском внутри.
Такие исследования иногда также реклассифицируют эллиптические галактики в другие типы, например, это произошло с UGC 1382 в 2016 году. Учёные определили, что эта галактика была не эллиптической, а имеет весьма странную форму, которая возникла в результате различных слияний. Учёных теперь интересует, сколько других подобных галактик существует в нашей Вселенной.
Эллиптические галактики
Они в большей или меньшей степени имеют эллиптическую форму — от сферической до продолговатой. Их появление однородно. Несколько лет назад было доказано, что эллиптическая форма не является результатом центробежной силы, как считалось ранее, поскольку галактики вращаются слишком медленно, что было установлено с помощью спектроскопии. Кроме того, недавние фотометрические исследования показали, что они имеют форму эллипсоида, состоящего из трех осей. Масса этих галактик составляет от 100 миллионов до десяти миллиардов солнечных масс. Галактики с такой массой являются наиболее крупными самостоятельными объектами Вселенной.
Состав
NGC 7385 — эллиптическая галактика в созвездии Пегас
Звезды, которые входят в состав эллиптических галактик, красные и холодные, типа красных гигантов. Это касается старых звезд, похожих на древние звезды ядра и гало нашей Галактики. Цвет галактики, соответственно, красноватый. Межзвездный газ практически отсутствует, поэтому нет фактической деятельности по образованию звезд. Тяжелые элементы содержатся в несколько большем количестве, чем в древних звездах нашей Галактики, поэтому первое поколение звезд образовалось и эволюционировало до сверхновых гораздо быстрее, чем в спиральных галактиках, таких как наша. Особыми спорными случаями оказывается газ и пыль, а также источники сильных радиоволн.
Линзовидные галактики
Линзовидная галактика PGC 10922
Они имеют свойство эллиптических и спиральных галактик, но они не эволюционируют от одного типа к другому, обладают диском и ядром, но без структуры рукавов. Ядро по сравнению с диском гораздо больше, чем в спиральных галактиках: 50% от общего размера. Звездное население такое же, как в эллиптических галактиках: древние звезды — красные гиганты. Их цвет тоже красный только две трети из них не имеют газа, как и эллиптические, а одна треть обладает таким же количеством газа, что и спиральные галактики. Вращаются линзовидные галактики подобно спиральным.
Происхождение
Эволюция массивных эллиптических галактик
Тот факт, что рассматриваемые галактики имеют больше плотных скоплений, а галактики спиральные больше отдельных звезд, позволяет сделать некоторые предположения. Возможно, линзовидные галактики потеряли газ в результате трения с межзвездным газом, который наполняет скопления. Это остановило их эволюцию по отношению к типичным спиральным галактикам, сокращая возможность дальнейшего формирования звезд, которое прекратилось уже пять миллиардов лет назад.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Эллиптические галактики: образование, характеристики, типы, примеры
Содержание:
В эллиптические галактики это астрономические объекты эллипсоидальной формы. Внутри эти галактики являются домом для миллионов звезд, планет, некоторого количества газа, пыли и большого количества темной материи, связанных благодаря силе тяжести.
У них отсутствует очевидная структура, и их светимость довольно однородна, поскольку звезды распределены равномерно по краям, где свет плавно рассеивается в виде очень слабого ореола.
Становление и эволюция
Поначалу астрофизики подумали, что именно из-за большого коллапса образовалась эллиптическая галактика, которая привела к интенсивному звездообразованию, которое в конечном итоге прекратилось. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что звездное население этих галактик старше, чем у других типов.
С другой стороны, в эллиптических галактиках очень мало газа и пыли, которые известны как межзвездное вещество, что и является необходимым сырьем для образования новых звезд.
Но текущие наблюдения подтверждают, что, несмотря на кажущуюся стабильность, галактики не статичны. Сила гравитации заставляет их активно взаимодействовать друг с другом всякий раз, когда есть возможность.
По этой причине преобладает текущая гипотеза о том, что эллиптические галактики имеют различное происхождение и что галактики других форм, вероятно, со временем станут эллиптическими.
Гравитационное притяжение может вызывать столкновения, которые в конечном итоге приводят к слиянию. События такого масштаба не редкость, поскольку гравитация открывает двери для этой возможности. Более того, эллиптические галактики часто находятся в центре скоплений галактик, где есть возможность захватывать материал и сливаться с другими галактиками.
Было также высказано предположение, что, когда спиральные галактики используют свое сырье, они превращаются в линзовидную форму, то есть форму диска без спиральных рукавов. Последовательные столкновения с другими галактиками приведут к потере диска и превращению в эллипсоид.
Общие характеристики
Чтобы приблизиться к размерам Вселенной, единицы расстояния, обычно используемые на Земле, не подходят. В астрономии обычно используются световой год, парсек (пк) и килопарсек (кпк):
1 кпк = 1000 пк = 3300 световых лет
При измерении массы объектов размером с галактики единица называлась солнечная масса, который обозначается как M☉, эквивалентный 2 x 10 ^ 30 кг.
Что касается общих характеристик эллиптических галактик, очевидно, что наиболее отличительной является их форма, варьирующаяся от почти сферической до очень сплюснутых эллипсоидов.
Как объяснялось в начале, эллиптические галактики очень неструктурированы. Они имеют довольно регулярное распределение эллипсоидальной формы и окружены слабым светящимся ореолом большей или меньшей протяженности. У них нет диска или другой заметно выделяющейся структуры.
У них могут быть галактики-спутники, гораздо меньшие по размеру галактики, находящиеся под их гравитационной областью, хотя это относится не только к эллиптическим галактикам, потому что наш Млечный Путь, спиральная галактика с перемычкой, имеет Магеллановы Облака в качестве спутников.
У некоторых также есть шаровые звездные скопления, которые можно принять за эллиптические карликовые галактики. С точки зрения кинематики, звезды, составляющие эллиптическую галактику, имеют тенденцию следовать по сложным траекториям, а угловой момент галактики считается малой величиной.
Масса и габариты
Есть много вариантов размеров. Поскольку в них мало межзвездного газа и пыли, масса эллиптической галактики равна звездной массе. Количество звезд может варьироваться от нескольких миллионов звезд до миллиона миллионов звезд.
Обычно масса находится в диапазоне 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. В окрестностях нашей галактики Млечный Путь есть множество эллиптических галактик небольшого размера, также называемых карликовые галактики.
На другом полюсе находятся гигантские эллиптические галактики необычайной светимости. Фактически, в этом классе находятся самые большие из известных галактик, которые обычно находятся в центре скоплений галактик, поэтому весьма вероятно, что своим огромным размером они обязаны слиянию с соседними галактиками.
Типы
Астроном Эдвин Хаббл классифицировал галактики по их форме и установил пять основных закономерностей. Его классификация включает: эллиптические, двояковыпуклые, спиральные, с перемычками и неправильные спирали. Большинство галактик, около 90%, имеют форму эллипса или спирали.
Хаббл поместил эллиптические галактики в начало своей классификационной схемы, назвав их «галактиками раннего типа», потому что он считал, что позже они эволюционировали в другие формы.
Самые плоские из известных достигают E7, так как выше этого значения структура галактики теряется.
Сам Хаббл изменил свою первоначальную классификацию по мере поступления дополнительной информации. То же самое сделали и другие астрофизики, включив в него новые особенности помимо простой эллипсоидальной формы. Для этого стали использовать другие буквы, а также строчные.
Эллиптические квадратные (квадратные) и дискоидальные (дисковые) галактики
Помимо последовательности Хаббла, Ральф Бендер и его сотрудники в 1988 году предложили два новых термина для классификации эллиптических галактик, которые учитывают не только форму, но и другие очень важные характеристики.
Таким образом, они были сгруппированы в «квадратный» и «дисковый», которые переводятся соответственно в квадратный и дискоидальный. Эта классификация была составлена согласно изофотические линии, которые соединяют точки с одинаковой светимостью на поверхности Галактики.
Интересно, что эти линии не имеют эллиптической формы. В некоторых галактиках они, как правило, имеют прямоугольную форму, а в других принимают форму диска, отсюда и название.
Квадратные имеют большую светимость, крупнее и активнее в том смысле, что имеют радиоисточники, а также рентгеновские лучи. Дискоидные в этом аспекте тише и их светимость ниже.
Эллиптические галактики cD-типа
Это эллиптические галактики настолько колоссальные, что их невозможно не заметить, когда дело касается предмета. Они могут быть шириной 1 мегапарсек и находятся в центре скоплений галактик.
Их размер, вероятно, связан с тем, что они являются результатом слияния нескольких галактик: между 10 13 и 10 14 M☉. Они имеют очень яркое центральное ядро и являются домом для сотен тысяч шаровых скоплений. Кроме того, предполагается, что они содержат большое количество темной материи, необходимой для объяснения того, что она остается сплоченной.
Поскольку его ядро чрезвычайно активно, маловероятно, что оно поддерживает формы жизни, или, по крайней мере, не в том виде, в каком мы знаем его на Земле.
Примеры
Эллиптические галактики обычно находятся в центре скоплений галактик, которые представляют собой ассоциации более или менее крупных галактик. В созвездии Девы и в Коме Береника есть заметные скопления.
Поскольку большинство галактик находятся так далеко, их довольно сложно идентифицировать, но с помощью телескопов или даже биноклей хорошего качества можно различать галактики всех типов.
В сети есть множество карт, а также приложений для обнаружения астрономических объектов. Галактики обычно не имеют собственных имен, за некоторыми исключениями, такими как Млечный Путь, Андромеда, Галактика Водоворот или Водоворот и галактика Сомбреро.
Большинство из них обозначены кодом каталога: каталог Мессье (M), каталог NGC или Новый общий каталог и Указатель каталога IC, сокращение от английского.
Galaxy M87
Звездный объект, известный как M87 (или NGC 4486), принадлежит к скоплению галактик в созвездии Девы. Это одна из ближайших к Земле эллиптических галактик на расстоянии около 53 миллионов световых лет от Земли. квадратный описано в предыдущем разделе. Он имеет очень активное ядро с точки зрения радиочастоты и излучения плазмы.
Это примерно в два раза больше массы нашего Млечного Пути, не считая темной материи. Если бы это удалось обнаружить, M87 оказалась бы примерно в 200 раз массивнее Млечного Пути. Около 12 000 шаровых скоплений были идентифицированы в M87.
M87 испускает струю вещества длиной около 5000 световых лет, которая, как полагают, исходит из колоссальной черной дыры, окруженной горячим веществом, которое находится не точно в центре.
Galaxy M32
Это карликовая эллиптическая галактика, которая сопровождает Андромеду в одноименном созвездии. Поскольку она очень компактна и вращается вокруг очень массивного объекта, некоторые эксперты предполагают, что это ядро древней галактики, расчлененное гравитационным коллапсом.
Не исключено, что в древности он столкнулся с самой Андромедой, и на изображениях вы можете увидеть, как внешние звезды M32 неумолимо тянутся к своему большему соседу.