Kiegészítő olvasmányok a www.astronomynotes.com
- Galaxistípusok
- Spirálok
- Szabálytalanok
Az Andromédában található Cepheid csillagok felfedezésével egy időben Edwin Hubble az 1920-as évek közepén más galaxisok részletesebb tanulmányozásán dolgozott (bár ekkor még általános terminológia volt, hogy ködként hivatkoztak rájuk). Az objektumok egy új osztályának felfedezésekor gyakran előfordul, hogy a csillagászok első lépésként kitalálnak egy osztályozási rendszert, hogy megpróbálják megérteni ezeket az objektumokat. Hubble-nak tulajdonítják a galaxisok osztályozási sémájának megalkotását, amelyet általában “hangvillás” diagramként emlegetnek.
A Hubble hangvillát már sokszor reprodukálták sok különböző galaxisképsorozattal. Egy különösen részletes változatot a Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey (SINGS) csoport készített. A csoport egy rövid cikket írt munkájuk leírásáról, amelyet elolvashatsz. Ha ezt teljes méretű poszterként szeretné kinyomtatni az osztályteremben, akkor elérhetővé tettek egy 4200×3600-as TIFF-fájlt, amely elegendő felbontást biztosít ehhez.
A Hubble által végzett néhány galaxis megfigyelése után nagyon nyilvánvalóvá válik, hogy nagyon sokféle galaxistípus létezik. Egyesek jellegtelenek, míg másoknak nagyon határozott spirálkarjai vannak. Az alábbiakban linkeket találunk a különböző galaxistípusokról készült képekhez. Miután megnéztek néhány különböző galaxist, az alábbiakban Hubble osztályozási rendszerét fogjuk megvitatni.
Kipróbáljátok ezt a Csillagos éjszakával!
Meg kell ismételni valamennyit abból, amit Hubble tett, amikor kidolgozta hangvillás osztályozási rendszerét. Vizsgáljátok meg több galaxis képét, majd hasonlítsátok össze és állítsátok szembe a jellemzőiket. Először nyissa meg a Starry Night programot, és végezze el a következőket (Megjegyzés: A Digital Download core alkalmazásban nincsenek galaxisképek. Ha tehát ezzel a verzióval rendelkezik, a feladatnak ezt a részét ki kell hagynia):
- A keresés eszközzel keresse meg egyesével a galaxisokat: M51, M81, M95, M61, M87, M49, M59.
- Amikor a galaxisra összpontosít, a nagyítás eszközzel nagyítsa ki úgy, hogy a képet megfelelő részletességgel láthassa.
- Készítsen mentális listát a 7 objektum közötti hasonlóságokról és különbségekről.
A következőkben tanulmányozzon részletesen néhány konkrét példát, hogy megismerje a különbségeket:
- Hubblesite kép egy normál spirálról: M51 Image tour
- Hubblesite kép egy sávos spirálról: NGC 1300 Image tour
- Hubblesite kép egy törpe szabálytalan galaxisról: Végül, ha egy adott típusú galaxisok képeit szeretnénk megnézni, az alábbiakban a galaxisok listáját találjuk a Hubble osztályozási sémájában szereplő típusokkal:
- Sa spirál M81
- Sb spirál M51 (megjegyzés, az M51-nek van egy kísérőgalaxisa, és ez a fő objektum Sb spirálnak minősül)
- Sc spirál NGC 2997
- SBa sávos spirál M95
- SBb sávos spirál NGC 1365
- SBc sávos spirál M61
- SBc sávos spirál M61
- E0 elliptikus M87
- E1 elliptikus M49
- E5 elliptikus M59
- Irregular II galaxis M82
- Irregular I galaxis Nagy Magellán-felhő
Szeretne többet megtudni?
- A galaxisokról még sok-sok képet találhatsz a legkülönbözőbb weboldalakon, de itt van egy forrás a Nemzeti Optikai Csillagászati Obszervatóriumban, amely kiváló mintát tartalmaz számos jól ismert típusból.
Edwin Hubble a galaxisokat a két hangvillás képen látható típusok alapján osztályozta; a fenti és a SINGS képen látható típusok alapján. Fő típusai a következők:
- Spirálok,
- Barázdált spirálok,
- Elliptikusok,
- és Szabálytalanok.
Mindegyik csoporton belül is vannak alosztályozások.
Spirálgalaxisok
Egy spirálgalaxis S galaxisnak minősül az a, b vagy c alosztályozással, így például a fenti M51 galaxis Sb galaxisnak minősül. Az alosztályokat a galaxis bulge komponensének dominanciája alapján osztják fel. Az Sa galaxisokban a dudor uralja a galaxist, míg az Sc galaxisokban a dudor sokkal kisebb. Ez a SINGS hangvillán fel van tüntetve.
A spirálkarok megjelenése is változik az a, b és c alosztályok között. Az Sa galaxisokban a karok szorosan a dudor köré tekerednek, míg a Sc galaxisokban a karok sokkal lazábbak, és gyakran csomósabbnak tűnnek, mint az Sa galaxisok sima karjai. Az Sb galaxisok tulajdonságai az Sa és Sc galaxisok tulajdonságai között helyezkednek el.
A szélső spirálgalaxisokat a dudoruk megjelenése alapján osztályozhatjuk, anélkül is, hogy a spirálkarokat látnánk. Így például az alább látható M104 – a Sombrero galaxis – szélein látható spirálgalaxis az Sa galaxisok közé sorolható.
Itt egy másik szélein látható spirálgalaxis, az NGC 4565. Meg tudod találni, hogy milyen típusba sorolható, Sa, Sb vagy Sc? Mi a legszembetűnőbb különbség az NGC 4565 és az M104 között?
Mivel a Tejútrendszer egy spirálgalaxis, tulajdonságait tekinthetjük a spirálgalaxisok általános jellemzőinek. A Tejútrendszerhez hasonló spirálgalaxisok gyakran nagy mennyiségű gázt és port tartalmaznak, és a gáz jelenléte miatt sok fiatal csillagot és csillagkeletkezési régiót találunk bennük. A spirálgalaxisok színei a galaxison belül helyenként változnak, de az O&B csillagok jelenléte miatt ezekben a galaxisokban az általános színük általában a spektrum kék vége felé hajlik.
Sávos spirálok
Némely spirálgalaxisban a dudornak van egy jól meghatározott BAR-ja, amely áthalad a dudoron. Hubble ezeket a galaxisokat úgy osztályozta, hogy a normál spirálokhoz hasonlóan SB galaxisoknak nevezte őket, a, b és c alosztályokkal. Úgy tűnik, hogy a sávos spirálok spirálkarjai a sáv végén erednek, nem pedig a dudorban, mint a normál spiráloknál. Úgy véljük, hogy a Tejútrendszer egy sávos spirál, talán egy SBb vagy SBc típusú. A Tejútrendszer sematikus képe, amelyet egy korábbi leckében tanulmányoztatok, a Tejútrendszer sávját mutatja. A sáv jelenlétén kívül a sávos spirálgalaxisok tulajdonságai nagyon hasonlóak a normál spirálokhoz.
Elliptikus galaxisok
Az elliptikus galaxisok (E típus a Hubble-sémában) jellegtelen galaxisok, amelyek látszólag csak csillagokból álló gömbök. Nincsenek nyilvánvaló porsávok és gázfelhők sem, mint amilyeneket a spirálgalaxisokban látunk. Egy elliptikus galaxisról nincs Hubble-képes túra, mert nincsenek jellemzői, amelyeket bejárhatnánk! Mivel nincs gáz és por, nincsenek fiatal csillagok vagy csillagkeletkezési régiók, amelyeket a tipikus elliptikus galaxisokban látunk. Az elliptikus galaxisok általános színei és színképei nagyon hasonlítanak a K-csillagokhoz, mivel ezek az idősebb, vörös csillagok dominálnak bennük.
Az elliptikus osztály alosztályai aszerint kaptak számokat, hogy mennyire kerekek. A legkerekebb elliptikus galaxisokat E0 galaxisoknak nevezzük, az általunk megfigyelt legelliptikusabb alakú galaxisokat pedig E7 galaxisoknak jelöljük. A numerikus jelölést az objektum nagytengelyének (a) és kistengelyének (b) aránya határozza meg. Az ellipticitás meghatározása e = 1 – (b/a), tehát egy kör ellipticitása 0, és egy erősen elliptikus galaxis, amelynek kistengelye a nagytengely hosszának 30%-a, ellipticitása e = 1 – (3 / 10) = 0,7 lesz. Egy E0 galaxis ellipticitása 0, egy E7 galaxisé pedig 0,7, így a Hubble-osztályozás meghatározásához az ellipticitást meg kell szorozni 10-zel. Ne feledd, hogy a spirálgalaxisokhoz hasonlóan az objektumról készült képünk egy 3D-s objektum 2D-s vetülete, így az osztályozás csak azt mutatja meg, hogy a te nézőpontodból hogyan jelenik meg. Ha az elliptikus galaxis megfelelő analógiájának tekintünk egy focilabdát (lásd az alábbi képet), ha oldalnézetből nézzük, mint a képen, akkor láthatjuk az elliptikus jellegét. Ha azonban a labdarúgó hegye felől nézzük, akkor kör alakúnak tűnik. Tehát egy elliptikus galaxis, amely számunkra E0-nak tűnik, egy távoli galaxisban élő, a miénktől eltérő nézőpontú megfigyelő számára E7-nek tűnhet.
Vannak olyan galaxisok, amelyek az elliptikusok és a spirálok között köztesnek tűnnek. Ezek koronggalaxisok dudorokkal, de nagyon kevés gáz és por van bennük, vagy egyáltalán nincs, mint más spirálokban. A korongjaik sem mutatnak spirálkarokra utaló jeleket. Ezeket a galaxisokat általában lencsés galaxisoknak vagy S0 galaxisoknak nevezik.
Rendhagyó galaxisok
Végezetül itt van a “különféle” kategória. Bármi, ami annyira szokatlan, hogy nem illeszthető be a normál kategóriák egyikébe sem, szabálytalan galaxisnak nevezzük. Ebben a csoportban is van két alosztály. Az I. rendhagyó galaxisok (mint például a Magellán-felhők) látszólag rendelkeznek valamilyen spirális szerkezettel, de úgy tűnik, hogy az megszakadt. Az irreguláris II-es galaxisok sokkal zavartalanabbak, mint az irreguláris I-es galaxisok, és úgy néznek ki, mintha valamilyen erőszakos esemény áldozatai lettek volna, amely teljesen megbontotta eredeti alakjukat. Sok szabálytalan galaxisban sok fiatal csillagot találunk, és jelentős folyamatos csillagkeletkezést tapasztalunk.
Végezetül…
Ezzel a ponttal kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a galaxisok osztályozása nem egy nagyon pontos vállalkozás. Valójában, ha a fenti galaxisok némelyikével kapcsolatban utólagos kutatást végzünk, többféle besorolást találunk ugyanarra az objektumra. Az M81 például Sa vagy Sb jelöléssel is megtalálható. Az elvégzett megfigyelések típusától függően (pl. optikai megfigyelések vs. infravörös megfigyelések) egy sávos spirálnak az egyik képen feltűnő sávja lehet, míg egy másik képen szinte észrevehetetlen. Így előfordulhat, hogy ugyanazt a galaxist Sb-nek vagy SBb-nek minősítik, attól függően, hogy hogyan figyelték meg.
A galaxisoknak sok más tulajdonságát is részletesen tárgyalhatjuk, de a normál galaxisokról szóló beszélgetésünk lezárásaként röviden ki kell térnünk a tipikus galaxisok méretére. A spirálok és a sávos spirálok között meglehetősen nagy az egységesség. Néhány spirálgalaxis, például az M33, mérhetően kisebb, mint mások, például az M31, amely körülbelül négyszer nagyobb. Általában azonban a különbségek kicsik. Az elliptikus galaxisok osztályán belül azonban sokkal nagyobb a mérettartomány. Egyes galaxisokat törpe elliptikus galaxisoknak neveznek, mivel számos tulajdonságuk megegyezik az elliptikus galaxisokéval, de lényegesen kisebbek és kisebb tömegűek. Ilyen például az NGC 205. Ha számba vesszük az Univerzumban található galaxisokat, úgy tűnik, hogy számukat tekintve a törpe elliptikus galaxisok a leggyakoribb galaxistípusok az Univerzumban.