Tillkommande läsning från www.astronomynotes.com
- Typer av galaxer
- Spiraler
- Irregulära
Trots sin upptäckt av cepheidstjärnor i Andromeda arbetade Edwin Hubble i mitten av 1920-talet med att studera andra galaxer mer detaljerat (även om det vid den tidpunkten fortfarande var vanlig terminologi att kalla dem för nebulosor). När en ny klass av objekt upptäcks är det ofta så att astronomer uppfinner ett klassificeringssystem som ett första steg för att försöka förstå dessa objekt. Hubble har fått erkännande för att ha skapat ett klassificeringsschema för galaxer, vilket brukar kallas hans ”Tuning Fork”-diagram.
Hubble Tuning Fork har reproducerats många gånger med många olika uppsättningar galaxbilder. En särskilt detaljerad version togs fram av gruppen Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey (SINGS). Gruppen har skrivit en kort artikel som beskriver deras arbete och som du kan läsa. Om du vill skriva ut den här som en affisch i full storlek för ditt klassrum har de gjort en 4200×3600 TIFF-fil tillgänglig som ger tillräcklig upplösning för att göra det.
Det blir mycket uppenbart efter att ha observerat bara några få galaxer, som Hubble gjorde, att det finns en stor variation av typer. En del är utan kännetecken, medan andra har mycket tydliga spiralarmar. Nedan finns länkar till ett antal bilder av de olika galaxtyperna. När du har tittat på ett antal olika galaxer kommer vi att diskutera Hubbles klassificeringssystem nedan.
Prova detta med Starry Night!
Du bör upprepa en del av det som Hubble gjorde när han utvecklade sitt klassificeringssystem med stämgaffel. Du bör undersöka bilderna av flera galaxer och sedan jämföra och kontrastera deras egenskaper. Öppna först Starry Night och gör följande (Obs: Kärnprogrammet Digital Download har inga galaxbilder. Så om du har den versionen måste du hoppa över den här delen av övningen):
- Med hjälp av sökverktyget lokaliserar du galaxerna M51, M81, M95, M61, M87, M49, M59 en i taget.
- När du har centrerat dig på galaxen zoomar du in med hjälp av zoomverktyget så att du kan se bilden på en rimlig detaljnivå.
- Håll en mental lista över likheter och skillnader mellan dessa 7 objekt.
Nästan, studera några specifika exempel i detalj för att bekanta dig med deras skillnader:
- Hubblesite-bild av en normal spiral: M51 Image tour
- Hubblesite-bild av en spärrspiral: M51 Image tour
- Hubblesite-bild av en spärrspiral: NGC 1300 bildvisning
- Hubblesite bild av en dvärg oregelbunden galax: NGC 4449 image tour
För att se bilder av galaxer av en specifik typ finns nedan en lista över galaxer med deras typer i Hubbles klassificeringsschema:
- Sa-spiral M81
- Sb-spiral M51 (observera att M51 har en följeslagargalax, och det är huvudobjektet som klassificeras som en Sb-spiral)
- Sc-spiral NGC 2997
- SBa spärrspiral M95
- SBb spärrspiral NGC 1365
- SBc spärrspiral M61
- E0 elliptisk M87
- E1 elliptisk M49
- E5 elliptisk M59
- Oregelbunden II-galax M82
- Oregelbunden I-galax Stora Magellanska molnet
Vill du veta mer?
- Du kan hitta många, många fler bilder på galaxer på en mängd olika webbplatser, men här är en källa på National Optical Astronomy Observatory med ett utmärkt urval av många av de välkända typerna.
Edwin Hubble klassificerade galaxer med hjälp av de typer som du ser illustrerade på de två stämgaffelbilderna; den ovan och SINGS-bilden. Hans huvudtyper är:
- Spiraler,
- Barred Spirals,
- Ellipticals,
- och Irregulars.
Inom var och en av dessa grupper finns det också underklassificeringar.
Spiralgalaxer
En spiralgalax klassificeras som en S-galax med underklassificering a, b eller c, så till exempel M51 ovan klassificeras som en Sb-galax. Underklasserna är uppdelade baserat på dominansen av galaxens bulgekomponent. I Sa-galaxer dominerar bulgen galaxen, medan den är mycket mindre i Sc-galaxer. Detta är markerat på SINGS Tuning Fork.
Det är också så att spiralarmarnas utseende förändras mellan a-, b- och c-subklasserna. I Sa-galaxer är armarna tätt lindade runt bulgen, medan armarna i Sc-galaxer är mycket lösare och ofta ser mer klumpiga ut än de släta armarna i en Sa-galax. Sb-galaxer har egenskaper som ligger mellan Sa- och Sc-galaxernas.
Vi kan klassificera spiralgalaxer med kant på spiralgalaxer baserat på utseendet på deras bulge, även utan att kunna se spiralarmarna. Så till exempel kan spiralgalaxen M104 – Sombrerogalaxen, som syns nedan, klassificeras som en Sa-galax.
Här är en annan spiralgalax med kanten på, NGC 4565. Kan du gissa vilken typ den skulle tilldelas, Sa, Sb eller Sc? Vad är den tydligaste skillnaden mellan NGC 4565 och M104?
Då Vintergatan är en spiralgalax kan man betrakta dess egenskaper som illustrativa för spiralgalaxer i allmänhet. Spiralgalaxer som Vintergatan innehåller ofta stora mängder gas och stoft, och med tanke på förekomsten av gas, visar det sig att de innehåller många unga stjärnor och stjärnbildande regioner. Färgerna hos spiralgalaxer varierar från plats till plats i galaxen, men på grund av förekomsten av O&B-stjärnor i dessa galaxer tenderar deras övergripande färger att ligga mot den blå änden av spektrumet.
Barrerade spiraler
I vissa spiralgalaxer har böljan en väldefinierad BAR som går genom böljan. Hubble klassificerade dessa galaxer genom att benämna dem som SB-galaxer med underklasserna a, b och c, precis som de normala spiralerna. Spiralarmarna i barred spirals tycks ha sitt ursprung i barens ändar, i stället för i bulgen, som de gör i normala spiraler. Vi tror att Vintergatan är en barred spiral, kanske av typen SBb eller SBc. Den schematiska bilden av Vintergatan som du studerade i en tidigare lektion visar Vintergatans stav. Förutom närvaron av baren är egenskaperna hos barred spiralgalaxer mycket lika vanliga spiraler.
Elliptiska galaxer
Elliptiska galaxer (typ E i Hubbles schema) är egenskaperlösa galaxer som ser ut att bara vara en boll av stjärnor. De har inte heller tydliga stoftbanor och gasmoln som vi ser i spiralgalaxer. Det finns ingen Hubble-bildvisning av en elliptisk galax, eftersom det inte finns några funktioner att besöka! Utan gas och damm finns det inga unga stjärnor eller stjärnbildande områden som vi ser i typiska elliptiska galaxer. De övergripande färgerna och spektren hos elliptiska galaxer är mycket lika K-stjärnor, eftersom de domineras av dessa äldre, röda stjärnor.
Underklasserna i den elliptiska klassen tilldelas nummer baserat på hur runda de ser ut. De rundaste elliptiska galaxerna kallas E0-galaxer, och de mest elliptiskt formade galaxer som vi har observerat betecknas E7-galaxer. Den numeriska beteckningen bestäms av förhållandet mellan objektets stora axel (a) och lilla axel (b). Ellipticiteten definieras som e = 1 – (b/a), så en cirkel kommer att ha en ellipticitet på 0, och en mycket elliptisk galax med en mindre axel som är 30 % av längden på dess huvudaxel kommer att ha en ellipticitet på e = 1 – (3 / 10) = 0,7. En E0-galax har en ellipticitet på 0 och en E7-galax har en ellipticitet på 0,7, så för att bestämma Hubbleklassificeringen multiplicerar man ellipticiteten med 10. Var medveten om att precis som med spiralgalaxer är vår bild av det objektet en 2D-projektion av ett 3D-objekt, så klassificeringen talar bara om hur det ser ut från din synvinkel. Om du betraktar en fotboll som en hygglig analogi för en elliptisk galax (se bilden nedan) kan du, om du tittar på den från sidovyn som på bilden, se dess elliptiska natur. Om man däremot tittar på den från synvinkeln från fotbollens spets kommer den att framstå som cirkulär. Så en elliptisk galax som för oss framstår som en E0 kan för en observatör som bor i en avlägsen galax med en annan synvinkel än vår framstå som en E7.
Irregulära
Slutligen har vi kategorin ”diverse”. Allt som är så ovanligt att det inte kan passa in i någon av de normala kategorierna kallas för en irreguljär galax. Det finns två underklasser i den här gruppen också. Irregulära I-galaxer (som Magellanska molnen) verkar ha en viss spiralstruktur, men den verkar ha blivit sönderslagen. Irregulära II-galaxer är mycket mer störda än Irr I-galaxer och ser ut som om de har fallit offer för någon typ av våldsam händelse som helt har rubbat deras ursprungliga form. Många oregelbundna galaxer visar sig innehålla många unga stjärnor och har en betydande pågående stjärnbildning.
Slutsats…
I det här läget bör det noteras att klassificering av galaxer inte är ett särskilt exakt företag. Faktum är att om man gör någon uppföljande forskning om några av galaxerna ovan kommer man att finna en mängd olika klassificeringar som ges för samma objekt. Till exempel kan M81 hittas med beteckningarna Sa eller Sb. Beroende på vilken typ av observationer som gjorts (t.ex. optiska observationer jämfört med infraröda observationer) kan en barred spiral ha en framträdande bar i en bild, och den kan vara nästan omöjlig att observera i en annan. Man kan alltså finna samma galax klassificerad som en Sb eller en SBb beroende på hur den observerades.
Det finns många andra egenskaper hos galaxer som vi kan diskutera i detalj, men för att avsluta vår diskussion om normala galaxer bör vi kortfattat diskutera storleken på typiska galaxer. Bland spiraler och barred spirals finns det en rimlig grad av enhetlighet. Vissa spiralgalaxer, som M33, är mätbart mindre än andra, som M31, som är ungefär fyra gånger större. I allmänhet är dock skillnaderna små. Inom klassen av elliptiska galaxer finns det dock en mycket större variation i storlek. Vissa galaxer kallas för elliptiska dvärggalaxer eftersom de delar många av de elliptiska galaxernas egenskaper men är betydligt mindre och mindre massiva. NGC 205 är ett exempel på detta. Om vi gör en inventering av galaxerna i universum visar det sig att dvärgelliptiska galaxer till antalet är den vanligaste typen av galaxer i universum.