Lisälukemista www.astronomynotes.com
- Galaksityypit
- Spiraalit
- Säännölliset
Yhtäaikaisesti Andromedan kefeiditähtien löytämisen kanssa Edwin Hubble työskenteli 1920-luvun puolivälissä tutkiakseen muita galakseja yksityiskohtaisemmin (tosin tuolloin oli vielä yleistä terminologiaa kutsua niitä sumuiksi). Tähtitieteilijät keksivät usein uuden luokan kohteiden löytämisen yhteydessä luokittelujärjestelmän, jonka avulla he pyrkivät ensin ymmärtämään näitä kohteita. Hubblen katsotaan luoneen galakseille luokittelujärjestelmän, johon yleensä viitataan hänen ”Tuning Fork” -kaaviona.
Hubble Tuning Fork on toistettu monta kertaa monilla eri galaksien kuvasarjoilla. Erityisen yksityiskohtaisen version tuotti Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey (SINGS) -ryhmä. Ryhmä kirjoitti lyhyen artikkelin, jossa kuvataan heidän työtään. Jos haluat tulostaa tämän täysikokoiseksi julisteeksi luokkahuoneeseesi, he ovat antaneet saataville 4200×3600 TIFF-tiedoston, jonka resoluutio riittää siihen.
Havaittuasi vain muutamia galakseja, kuten Hubble teki, käy hyvin selväksi, että galaksityyppejä on hyvin monenlaisia. Jotkut ovat piirteettömiä, kun taas toisissa on hyvin selvät spiraalivarret. Alla on linkkejä useisiin kuviin eri galaksityypeistä. Kun olet katsonut useita eri galakseja, keskustelemme jäljempänä Hubblen luokittelujärjestelmästä.
Kokeile tätä Starry Night -ohjelmalla!
Sinun pitäisi toistaa jotakin siitä, mitä Hubble teki kehittäessään äänihaarukka-luokittelujärjestelmänsä. Sinun pitäisi tutkia useiden galaksien kuvia ja sitten verrata ja vastakkaistaa niiden ominaisuuksia. Avaa ensin Starry Night ja tee seuraavat toimet (Huomautus: Digital Download -ydinsovelluksessa ei ole galaksien kuvia. Jos sinulla on siis tuo versio, joudut ohittamaan tämän osan harjoituksesta):
- Käyttämällä etsintätyökalua etsi galaksit, M51, M81, M95, M61, M87, M49, M59, yksi kerrallaan.
- Kun keskityt galaksin kohdalle, käytä zoomaustyökalua ja lähennä sitä niin, että näet kuvan kohtuullisella tarkkuudella.
- Pitäkää mielessänne luettelo näiden 7 kohteen yhtäläisyyksistä ja eroista.
Selvittäkää seuraavaksi joitakin erityisiä esimerkkejä yksityiskohtaisesti tutustuaksenne niiden eroavaisuuksiin:
- Hubblesite-kuva normaalista spiraalista: M51 Kuvakierros
- Hubblesiittikuva viivoitetusta spiraalista: NGC 1300 Kuvakierros
- Hubblesiittikuva kääpiömäisestä epäsäännöllisestä galaksista: NGC 4449 image tour
Viimeiseksi, jos haluat katsoa kuvia tietyn tyyppisistä galakseista, alla on luettelo galakseista ja niiden tyypeistä Hubblen luokitusjärjestelmässä:
- Sa-spiraali M81
- Sb-spiraali M51 (Huomaa, että M51:llä on seuralaisgalaksi, ja se on pääkohde, joka luokitellaan Sb-spiraaliksi)
- Sc-spiraali NGC 2997
- SBa-palkkispiraali M95
- SBb-palkkispiraali NGC 1365
- SBc-palkkispiraali M61
- E0 elliptinen M87
- E1 elliptinen M49
- E5 elliptinen M59
- Säännöllinen II-galaksi M82
- Säännöllinen I-galaksi Suuri Magellan-pilvi
Haluatko oppia lisää?
- Voit löytää monia, monia muita kuvia galakseista monilta eri verkkosivuilta, mutta tässä on yksi lähde National Optical Astronomy Observatory, jossa on erinomainen otos monista tunnetuista tyypeistä.
Edwin Hubble luokitteli galaksit käyttäen tyyppejä, jotka näet havainnollistettuna kahdessa virityshaarukassa olevassa kuvassa; yllä olevassa kuvassa ja SINGS-kuvassa. Hänen päätyypit ovat:
- Spiraalit,
- Pilarispiraalit,
- Elliptiset,
- ja Epäsäännölliset.
Kunkin ryhmän sisällä on myös alaluokituksia.
Spiraaligalaksit
Spiraaligalaksi luokitellaan S-galaksi, jolla on alaluokitus a, b tai c, joten esimerkiksi yllä oleva M51 luokitellaan Sb-galaksiksi. Alaluokat jaetaan galaksin bulge-komponentin hallitsevuuden perusteella. Sa-galakseissa bulge hallitsee galaksia, kun taas Sc-galakseissa bulge on paljon pienempi. Tämä on merkitty SINGS-virityshaarukkaan.
Myös spiraalivarsien ulkonäkö muuttuu a-, b- ja c-alaluokkien välillä. Sa-galakseissa varret ovat tiukasti kietoutuneet pullistuman ympärille, kun taas Sc-galakseissa varret ovat paljon löysempiä ja näyttävät usein muhkuraisemmilta kuin Sa-galaksin sileät varret. Sb-galaksit ovat ominaisuuksiltaan Sa- ja Sc-galaksien välimaastossa.
Voidaan luokitella reunimmaisia spiraaligalakseja niiden pullistuman ulkonäön perusteella, vaikka spiraalivarret eivät olisikaan nähtävissä. Niinpä esimerkiksi alla näkyvä reunimmainen spiraaligalaksi M104 – Sombrero-galaksi voidaan luokitella Sa-galaksi.
Tässä on toinen reunimmainen spiraaligalaksi, NGC 4565. Osaatko arvata, mikä tyyppi sille annettaisiin, Sa, Sb vai Sc? Mikä on selvin ero NGC 4565:n ja M104:n välillä?
Koska Linnunrata on spiraaligalaksi, voit pitää sen ominaisuuksia kuvaavina spiraaligalakseista yleensä. Linnunradan kaltaiset spiraaligalaksit sisältävät usein suuria määriä kaasua ja pölyä, ja koska niissä on kaasua, niissä havaitaan olevan paljon nuoria tähtiä ja tähdenmuodostusalueita. Spiraaligalaksien värit vaihtelevat eri paikoissa galaksin sisällä, mutta koska näissä galakseissa esiintyy O&B-tähtiä, niiden yleisvärit ovat yleensä kohti spektrin sinistä ääripäätä.
Baarikierteiset spiraalit
Joidenkin spiraaligalaksien pullistumalla on hyvin määritelty BAR, joka kulkee pullistuman läpi. Hubble luokitteli nämä galaksit kutsumalla niitä SB-galakseiksi, joilla on alaluokat a, b ja c, aivan kuten tavallisilla spiraaleilla. Barred-spiraalien spiraalihaarat näyttävät lähtevän barin päistä eivätkä bulgeista, kuten tavallisissa spiraaleissa. Uskomme, että Linnunrata on pylväspiraali, ehkä SBb- tai SBc-tyyppinen. Edellisellä oppitunnilla tutkimassasi Linnunradan kaaviokuvassa näkyy Linnunradan palkki. Pylvään läsnäolon lisäksi pylväsmäisten spiraaligalaksien ominaisuudet ovat hyvin samankaltaisia kuin tavallisten spiraalien.
Elliptiset galaksit
Elliptiset galaksit (E-tyyppi Hubblen kaaviossa) ovat piirteettömiä galakseja, jotka näyttävät olevan pelkkä tähtipallo. Niissä ei myöskään ole selviä pölykaistoja ja kaasupilviä kuten spiraaligalakseissa. Elliptisestä galaksista ei ole Hubble-kuvakierrosta, koska siinä ei ole piirteitä kierrettäväksi! Koska galakseissa ei ole kaasua eikä pölyä, niissä ei ole myöskään nuoria tähtiä tai tähdenmuodostusalueita, joita tyypillisissä elliptisissä galakseissa nähdään. Elliptisten galaksien yleiset värit ja spektrit ovat hyvin samankaltaisia kuin K-tähtien, koska niitä hallitsevat nämä vanhemmat, punaiset tähdet.
Elliptisten galaksien alaluokille on annettu numerot sen perusteella, kuinka pyöreiltä ne näyttävät. Pyöreimpiä elliptisiä galakseja kutsutaan E0-galakseiksi, ja eniten elliptisen muotoisia galakseja, joita olemme havainneet, merkitään E7-galakseiksi. Numeerinen nimitys määräytyy kohteen pääakselin (a) ja sivuakselin (b) suhteen perusteella. Elliptisyys määritellään seuraavasti: e = 1 – (b/a), joten ympyrän elliptisyys on 0, ja erittäin elliptisen galaksin, jonka pieni akseli on 30 prosenttia sen pääakselin pituudesta, elliptisyys on e = 1 – (3 / 10) = 0,7. E0-galaksin elliptisyys on 0 ja E7-galaksin elliptisyys on 0,7, joten Hubble-luokituksen määrittämiseksi kerrotaan elliptisyys luvulla 10. Huomaa, että aivan kuten spiraaligalaksien kohdalla, kuvamme kyseisestä kohteesta on 3D-kohteen 2D-projektio, joten luokitus kertoo vain, miltä se näyttää sinun näkökulmastasi. Jos pidät jalkapalloa sopivana analogiana elliptiselle galaksille (ks. kuva alla), jos katsot sitä sivukuvasta kuten kuvassa, näet sen elliptisen luonteen. Jos sitä kuitenkin tarkastellaan jalkapallon kärjen näkökulmasta, se näyttää ympyränmuotoiselta. Eli elliptinen galaksi, joka näyttäytyy meille E0:na, saattaa siis näyttäytyä E7:nä kaukaisessa galaksissa asuvalle havaitsijalle, jonka näkökulma on erilainen kuin meidän.
On joitakin galakseja, jotka näyttävät olevan elliptisten ja spiraalien välimuotoja. Ne ovat kiekkogalakseja, joissa on pullistumia, mutta niissä on hyvin vähän tai ei lainkaan kaasua ja pölyä kuten muissa spiraaleissa. Niiden kiekoissa ei myöskään näy merkkejä spiraalihaaroista. Näitä galakseja kutsutaan yleensä linssimäisiksi galakseiksi tai S0-galakseiksi.
Epäsäännölliset galaksit
Viimeiseksi meillä on luokka ”sekalaiset”. Kaikkea, mikä on niin epätavallista, ettei se mahdu mihinkään tavallisista luokista, kutsutaan epäsäännölliseksi galaksiksi. Tässäkin ryhmässä on kaksi alaluokkaa. Epäsäännöllisissä I-galakseissa (kuten Magellanin pilvissä) näyttäisi olevan jonkinlainen spiraalirakenne, mutta se on ilmeisesti häiriintynyt. Epäsäännölliset II-galaksit ovat paljon häiriintyneempiä kuin epäsäännölliset I-galaksit, ja ne näyttävät siltä, että ne ovat joutuneet jonkinlaisen väkivaltaisen tapahtuman uhreiksi, joka on täysin häirinnyt niiden alkuperäistä muotoa. Monissa epäsäännöllisissä galakseissa on havaittu olevan paljon nuoria tähtiä ja niissä on huomattavaa käynnissä olevaa tähtien muodostumista.
Johtopäätös…
Tässä vaiheessa on huomattava, että galaksien luokittelu ei ole kovin tarkka yritys. Itse asiassa, jos teet jatkotutkimuksia joistakin edellä mainituista galakseista, löydät samalle kohteelle annettuja erilaisia luokituksia. Esimerkiksi M81 voidaan löytää merkinnällä Sa tai Sb. Riippuen tehdyistä havainnoista (esim. optiset havainnot vs. infrapunahavainnot), pylvässpiraalilla voi olla näkyvä pylväs yhdessä kuvassa, ja toisessa kuvassa se voi olla lähes huomaamaton. Sama galaksi saatetaan siis luokitella Sb:ksi tai SBb:ksi riippuen siitä, miten se on havaittu.
Galakseilla on monia muitakin ominaisuuksia, joita voimme käsitellä hieman yksityiskohtaisemmin, mutta päättääkseemme keskustelumme tavallisista galakseista, meidän on syytä käsitellä lyhyesti tyypillisten galaksien kokoa. Spiraalien ja palkinmuotoisten spiraalien joukossa on kohtuullisen paljon yhdenmukaisuutta. Jotkut spiraaligalaksit, kuten M33, ovat mitattavasti pienempiä kuin toiset, kuten M31, joka on noin neljä kertaa suurempi. Yleisesti ottaen erot ovat kuitenkin pieniä. Elliptisten galaksien luokassa on kuitenkin paljon suurempi kokoväli. Joitakin galakseja kutsutaan kääpiöelliptisiksi galakseiksi, koska niillä on monia elliptisten galaksien ominaisuuksia, mutta ne ovat huomattavasti pienempiä ja vähemmän massiivisia. NGC 205 on esimerkki tästä. Jos tarkastelemme maailmankaikkeuden galakseja, näyttää siltä, että lukumääräisesti kääpiöelliptiset galaksit ovat maailmankaikkeuden yleisin galaksityyppi.