ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ГАЛАКТИКИ: ФОРМИРОВАНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТИПЫ, ПРИМЕРЫ - ARTE - 2025

В эллиптических галактиках являются эллипсоидальными астрономическими объектами. 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 явная структура, и их светимость довольно однородна, поскольку звезды равномерно распределены по краям, где свет плавно рассеивается в виде очень слабого ореола.

Рис. 1. Яркая эллиптическая галактика NGC 3610 в созвездии Большой Медведицы, видимая в телескоп Хаббла. Источник: Wikimedia Commons.

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, известной как межзвездная материя, которая является именно сырьем, необходимым 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 в настоящее время преобладает 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. Кроме того, эллиптические галактики часто находятся в центре скоплений галактик, где есть возможность улавливать материал и сливаться с другими галактиками.

Рис. 2. Эти две сливающиеся галактики известны как «Мыши». Они находятся в созвездии Кома Береника. Источник: Wikimedia Commons, НАСА, Х. Форд (JHU), Дж. Иллингворт (UCSC / LO), М. Клампин (STScI), Дж. Хартиг (STScI), научная группа ACS и ЕКА.

Это подтверждается тем фактом, что молодые голубые звезды были обнаружены внутри некоторых эллиптических галактик - голубых карликовых галактик, - показывая, что они не полностью лишены межзвездного вещества.

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 измерения 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 таких огромных объектов, как галактики, используется единица, называемая массой Солнца, которая обозначается как M☉, эквивалентная 2 x 10 ^ 30 кг.

Что касается общих характеристик эллиптических галактик, очевидно, что наиболее отличительной является их форма, 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 выделяющейся структуры.

У них могут быть галактики-спутники, гораздо меньшие галактики, которые находятся под их гравитационным преобладанием, 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.

Оценки на сегодняшний день показывают диаметры 1-200 кпк и в исключительных случаях 1 мегапарсек - около 3 миллионов световых лет.

Обычно масса находится в диапазоне 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. Маленькие эллиптические галактики, также называемые карликовыми галактиками, изобилуют в окрестностях нашей галактики Млечный Путь.

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 очень 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.

Если a - большая полуось, а b - малая полуось эллипса, эллиптичность e определяется как:

E = 1 - б / у

E - это ориентировочная мера того, насколько сплющен эллипс, например, если a и b - очень близкие значения, отношение b / a приблизительно равно 1, а эллиптичность равна нулю, в результате получается сферическая галактика.

Наивысшее принятое значение для E составляет 3, а в классификации Хаббла первое место слева занимают сферические галактики, которые обозначаются как E0, за которыми следуют промежуточные типы E1, E2, … до достижения EN, где N = 10 (1-b / a).

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 использовались другие буквы, а также строчные буквы.

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 «квадратные» и «дисковые», которые переводятся соответственно в квадратные и дискоидальные. Эта классификация производилась с учетом изофотических линий, 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 они имеют радиоисточники, а также рентгеновские лучи. Дискоидные в этом аспекте более спокойные и их светимость ниже.

Таким образом, даже при одной и той же классификации в последовательности Хаббла две эллиптические галактики могут иметь разные характеристики, если одна из них квадратная или квадратная, а другая - дискообразная или дискообразная. Они будут иметь более высокое вращение, в то время как квадратная форма может быть результатом многих слияний и галактических взаимодействий.

Эллиптические галактики cD-типа

Это эллиптические галактики, настолько огромные, 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: от 10 ¹³ до 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.

Рисунок 3. Сравнение галактик, среди которых выделяется колоссальная эллиптическая галактика IC 1101. Источник: Wikimedia Commons.

Самая большая из них - IC 1101 в скоплении Abell 2029 в созвездии Девы. Он был открыт Уильямом Гершелем в 1790 году, а максимальный диаметр оценивается в 6 миллионов световых лет.

Поскольку его ядро ​​чрезвычайно активно, маловероятно, что в нем обитают формы жизни, или, по крайней мере, не так, как 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. У галактик обычно нет собственных имен, за некоторыми исключениями, такими как Млечный Путь, Андромеда, Галактика Водоворот или Водоворот и галактика Сомбреро.

Большинство из них обозначается кодом каталога: каталог Мессье (M), NGC или Новый общий каталог и Каталог индекса IC (аббревиатура на английском языке).

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. Она относится к квадратному типу, описанному 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.

Рисунок 4. Эллиптическая галактика M87, наблюдаемая в телескоп Хаббла. Источник: Wikimedia Commons.

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.

Рисунок 5. На рисунке показана спиральная галактика Андромеды, а небольшая эллиптическая галактика M32 - маленькая точка слева от центра. Источник: Wikimedia Commons. Торбен Хансен

Не исключено, что в древности он столкнулся с самой Андромедой, и на изображениях вы можете увидеть, как внешние звезды M32 неумолимо тянутся к своему более крупному соседу.

Ссылки

1. Кэрролл Б. Введение в современную астрофизику. Второй. Издание. Пирсон. 874-1037.
2. Galaxy. Получено с: es.wikipedia.org
3. Как это устроено. 2016. Книга космоса. Восьмой. Под ред. Imagine Publishing Ltd. 134-150.
4. Галактики. Получено с: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Мутлак Дж. Эллиптические галактики. Получено с: docs.kde.org.
6. Остер, Л. 1984. Современная астрономия. От редакции Reverté. 315-394.
7. Пасачофф, Дж. 1992. Звезды и планеты. Peterson Field Guides. 148-154.
8. Wikipedia. Эллиптическая галактика M87. Получено с: es.wikipedia.org.