Doplňková četba z www.astronomynotes.com
- Typy galaxií
- Spirály
- Nepravidelné galaxie
Současně s objevem cefeidních hvězd v Andromedě pracoval Edwin Hubble v polovině 20. let 20. století na podrobnějším studiu dalších galaxií (i když v té době bylo ještě běžné je terminologicky označovat jako mlhoviny). Často se stává, že při objevu nové třídy objektů astronomové vymyslí klasifikační schéma jako první krok ve snaze tyto objekty pochopit. Hubble se zasloužil o vytvoření klasifikačního schématu galaxií, které se obvykle označuje jako jeho schéma „Tuning Fork“.
Hubbleova ladicí vidlice byla mnohokrát reprodukována s mnoha různými sadami snímků galaxií. Zvláště podrobnou verzi vytvořila skupina Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey (SINGS). Tato skupina napsala krátký článek popisující jejich práci, který si můžete přečíst. Pokud si ji chcete vytisknout jako plakát v plné velikosti pro svou třídu, dali k dispozici soubor TIFF o velikosti 4200×3600, který k tomu poskytuje dostatečné rozlišení.
Po pozorování pouhých několika galaxií, jak to udělal Hubble, je velmi zřejmé, že existuje velké množství typů. Některé jsou bez rysů, zatímco jiné mají velmi výrazná spirální ramena. Níže jsou uvedeny odkazy na řadu snímků různých typů galaxií. Až si prohlédnete několik různých galaxií, probereme níže Hubblovo klasifikační schéma.
Zkuste to s Hvězdnou nocí!!!
Měli byste si zopakovat něco z toho, co dělal Hubble, když vypracoval svůj klasifikační systém s ladičkou. Měli byste prozkoumat snímky několika galaxií a poté porovnat a porovnat jejich vlastnosti. Nejprve otevřete aplikaci Starry Night a proveďte následující kroky (Poznámka: Základní aplikace Digital Download neobsahuje obrázky galaxií. Pokud tedy máte tuto verzi, budete muset tuto část cvičení přeskočit):
- Pomocí nástroje pro vyhledávání najděte postupně galaxie M51, M81, M95, M61, M87, M49, M59.
- Když se zaměříte na galaxii, pomocí nástroje pro zvětšování ji přibližte tak, abyste viděli obrázek s rozumnou úrovní detailů.
- Udělejte si v duchu seznam podobností a rozdílů mezi těmito 7 objekty.
Dále si podrobně prostudujte některé konkrétní příklady, abyste se seznámili s jejich rozdíly:
- Obrázek normální spirály z Hubblesite: M51 Prohlídka obrázku
- Hubblesitův snímek pruhované spirály: NGC 1300 Obrázek
- Hubblesite snímek trpasličí nepravidelné galaxie: NGC 4449 prohlídka snímku
Nakonec, pokud se chcete podívat na snímky galaxií určitého typu, níže je uveden seznam galaxií s jejich typy v Hubblově klasifikačním schématu:
- Sa spirální M81
- Sb spirální M51 (všimněte si, že M51 má doprovodnou galaxii, a je to hlavní objekt, který je klasifikován jako Sb spirála)
- Sc spirála NGC 2997
- SBa spirála se závojem M95
- SBb spirála se závojem NGC 1365
- SBc spirála se závojem M61
- E0 eliptická M87
- E1 eliptická M49
- E5 eliptická M59
- Pravidelná galaxie II M82
- Pravidelná galaxie I Velké Magellanovo mračno
Chcete se dozvědět více?
- Na různých webových stránkách můžete najít mnoho a mnoho dalších snímků galaxií, ale zde je jeden zdroj na National Optical Astronomy Observatory s vynikající ukázkou mnoha známých typů.
Edwin Hubble klasifikoval galaxie pomocí typů, které vidíte znázorněné na dvou snímcích ladičky; na snímku výše a na snímku SINGS. Jeho hlavní typy jsou:
- Spirály,
- Příčné spirály,
- Eliptické,
- a nepravidelné.
V rámci každé z těchto skupin existují také dílčí klasifikace.
Spirály
Spirální galaxie se klasifikují jako galaxie S se subklasifikací a, b nebo c, takže například výše uvedená galaxie M51 je klasifikována jako galaxie Sb. Podtřídy jsou rozděleny na základě převahy výduťové složky galaxie. U galaxií typu Sa je výduť dominantní, zatímco u galaxií typu Sc je výduť mnohem menší. To je označeno na ladicí vidlici SINGS.
Vzhled spirálních ramen se mezi podtřídami a, b a c také mění. U galaxií typu Sa jsou ramena těsně ovinuta kolem výduti, zatímco u galaxií typu Sc jsou ramena mnohem volnější a často se zdají být více shlukovitá než hladká ramena galaxie typu Sa. Galaxie Sb mají přechodné vlastnosti mezi vlastnostmi galaxií Sa a Sc.
Spirální galaxie na okraji můžeme klasifikovat na základě vzhledu jejich výduti, a to i bez možnosti vidět spirální ramena. Tak například spirální galaxii M104 – Sombrero, kterou vidíme níže, můžeme zařadit mezi galaxie typu Sa.
Tady je další spirální galaxie na okraji, NGC 4565. Dokážete odhadnout, jaký typ by jí byl přiřazen, Sa, Sb nebo Sc? Jaký je nejnápadnější rozdíl mezi NGC 4565 a M104?
Protože Mléčná dráha je spirální galaxie, můžete její vlastnosti považovat za ilustrativní pro spirální galaxie obecně. Spirální galaxie, jako je Mléčná dráha, často obsahují velké množství plynu a prachu a vzhledem k přítomnosti plynu se v nich nachází mnoho mladých hvězd a hvězdotvorných oblastí. Barvy spirálních galaxií se v jednotlivých místech galaxie liší, ale vzhledem k přítomnosti hvězd O&B v těchto galaxiích mají jejich celkové barvy tendenci směřovat k modrému konci spektra.
Výduť spirálních galaxií
V některých spirálních galaxiích má výduť dobře definovanou BAR, která prochází skrz výduť. Hubble tyto galaxie klasifikoval tak, že je označil jako galaxie SB s podtřídami a, b a c, stejně jako normální spirály. Zdá se, že spirální ramena v pruhovaných spirálách vycházejí z konců pruhu, nikoli z výduti, jako je tomu u normálních spirál. Domníváme se, že Mléčná dráha je pruhovaná spirála, možná typu SBb nebo SBc. Na schematickém obrázku Mléčné dráhy, který jste studovali v předchozí lekci, je znázorněna tyčová Mléčná dráha. Kromě přítomnosti pruhu jsou vlastnosti pruhovaných spirálních galaxií velmi podobné normálním spirálním galaxiím.
Eliptické galaxie
Eliptické galaxie (typ E v Hubblově schématu) jsou beztvaré galaxie, které vypadají jako pouhá koule hvězd. Nemají ani zjevné prachové pruhy a oblaka plynu, jaké vidíme u spirálních galaxií. Neexistuje žádný Hubbleův snímek eliptické galaxie, protože nemá žádné rysy, které by bylo možné prohlížet! Bez plynu a prachu neexistují mladé hvězdy ani oblasti tvorby hvězd, které vidíme v typických eliptických galaxiích. Celkové barvy a spektra eliptických galaxií jsou velmi podobné hvězdám typu K, protože v nich převažují tyto starší, červené hvězdy.
Podtřídy eliptických galaxií mají přiřazena čísla podle toho, jak kulaté se zdají být. Nejkulatější eliptické galaxie jsou označovány jako E0 a galaxie s nejvíce eliptickým tvarem, které jsme pozorovali, jsou označovány jako E7. Číselné označení je určeno poměrem hlavní osy (a) a vedlejší osy (b) objektu. Elipticita je definována jako e = 1 – (b/a), takže kruh bude mít elipticitu 0 a vysoce eliptická galaxie s vedlejší osou o délce 30 % délky své hlavní osy bude mít elipticitu e = 1 – (3 / 10) = 0,7. Galaxie E0 má elipticitu 0 a galaxie E7 má elipticitu 0,7, takže pro určení Hubblovy klasifikace vynásobíme elipticitu 10. Uvědomte si, že stejně jako u spirálních galaxií je náš obraz tohoto objektu 2D projekcí 3D objektu, a proto vám klasifikace říká pouze to, jak se jeví z vašeho pohledu. Pokud za slušnou analogii eliptické galaxie považujete fotbalový míč (viz obrázek níže), pokud se na něj podíváte z bočního pohledu jako na obrázku, uvidíte jeho eliptický charakter. Pokud se však na ni podíváte z pohledu špičky fotbalového míče, bude se jevit jako kruhová. Takže eliptická galaxie, která se nám jeví jako E0, se pozorovateli žijícímu ve vzdálené galaxii s jiným úhlem pohledu, než je ten náš, může jevit jako E7.
Existují galaxie, které se zdají být mezilehlé mezi eliptickými a spirálními. Jsou to diskové galaxie s výduťmi, ale mají velmi málo nebo žádný plyn a prach jako ostatní spirály. Jejich disky také nevykazují známky spirálních ramen. Tyto galaxie se obvykle nazývají čočkovité galaxie nebo galaxie S0.
Nepravidelné
Nakonec tu máme kategorii „různé“. Vše, co je tak neobvyklé, že to nelze zařadit do žádné z běžných kategorií, se nazývá nepravidelná galaxie. I v této skupině jsou dvě podtřídy. Nepravidelné galaxie I (jako Magellanova mračna) mají zřejmě nějakou spirální strukturu, ale zdá se, že je narušená. Nepravidelné galaxie II jsou mnohem více narušené než galaxie Irr I a vypadají, jako by se staly obětí nějaké násilné události, která zcela narušila jejich původní tvar. U mnoha nepravidelných galaxií bylo zjištěno, že obsahují mnoho mladých hvězd a že u nich probíhá významná tvorba hvězd.
Na závěr…
Na tomto místě je třeba poznamenat, že klasifikace galaxií není příliš přesný podnik. Pokud se totiž pustíte do následného výzkumu některých výše uvedených galaxií, zjistíte, že u téhož objektu jsou uvedeny různé klasifikace. Například galaxii M81 lze nalézt s označením Sa nebo Sb. V závislosti na typu provedených pozorování (např. optická pozorování vs. infračervená pozorování) může mít pruhovaná spirála na jednom snímku výrazný pruh a na jiném může být téměř nepozorovatelná. Stejnou galaxii tak můžete najít klasifikovanou jako Sb nebo SBb podle toho, jak byla pozorována.
Existuje mnoho dalších vlastností galaxií, které můžeme podrobněji probrat, ale na závěr našeho pojednání o běžných galaxiích bychom měli krátce probrat velikost typických galaxií. Mezi spirálami a mřížkovanými spirálami existuje přiměřená míra uniformity. Některé spirální galaxie, například M33, jsou měřitelně menší než jiné, například M31, která je přibližně čtyřikrát větší. Obecně jsou však rozdíly malé. V rámci třídy eliptických galaxií však existuje mnohem větší rozsah velikostí. Některé galaxie se označují jako trpasličí eliptické, protože sdílejí mnoho vlastností eliptických galaxií, ale jsou podstatně menší a méně hmotné. Příkladem je NGC 205. Pokud provedeme soupis galaxií ve vesmíru, zjistíme, že co do počtu jsou trpasličí eliptické galaxie nejčastějším typem galaxií ve vesmíru
.