Eliptická galaxie -Elliptical galaxy

Obří eliptická galaxie ESO 325-G004

Eliptická galaxie je druh galaxie s přibližně elipsoidním tvarem a hladkým, téměř nevýrazným obrazem. Jsou jednou ze čtyř hlavních tříd galaxií , které popsal Edwin Hubble ve své Hubbleově sekvenci a práci The Realm of the Nebulae z roku 1936 , spolu se spirálními a čočkovými galaxiemi. Eliptické (E) galaxie jsou spolu s lentikulárními galaxiemi (S0) s jejich velkými disky a galaxiemi ES s jejich disky středního měřítka podmnožinou populace galaxií "raného typu".

Většina eliptických galaxií je složena ze starších hvězd s nízkou hmotností , s řídkým mezihvězdným prostředím a minimální aktivitou tvorby hvězd , a bývají obklopeny velkým počtem kulových hvězdokup . Předpokládá se, že eliptické galaxie tvoří přibližně 10–15 % galaxií v nadkupě v Panně a nejsou celkově dominantním typem galaxií ve vesmíru. Nacházejí se přednostně blízko center galaktických kup .

Velikost eliptických galaxií se pohybuje od trpasličích eliptických s desítkami milionů hvězd až po supergianty více než sta bilionů hvězd , které dominují jejich kupám galaxií. Edwin Hubble původně předpokládal, že se eliptické galaxie vyvinuly ve spirální galaxie , což bylo později objeveno jako nepravdivé, ačkoli akrece plynu a menších galaxií může vytvořit disk kolem již existující elipsoidní struktury. Hvězdy nalezené uvnitř eliptických galaxií jsou v průměru mnohem starší než hvězdy ve spirálních galaxiích.

Příklady

Obecná charakteristika

Eliptická galaxie IC 2006 .

Eliptické galaxie se vyznačují několika vlastnostmi, které je odlišují od jiných tříd galaxií. Jsou to kulovité nebo vejčité masy hvězd, které nemají dostatek plynů tvořících hvězdy. Nejmenší známá eliptická galaxie má asi jednu desetinu velikosti Mléčné dráhy . Pohyb hvězd v eliptických galaxiích je převážně radiální, na rozdíl od disků spirálních galaxií , kterým dominuje rotace . Dále je zde velmi málo mezihvězdné hmoty (ani plyn, ani prach), což má za následek nízkou rychlost tvorby hvězd , málo otevřených hvězdokup a málo mladých hvězd; spíše eliptickým galaxiím dominují staré hvězdné populace , které jim dávají červené barvy. Velké eliptické galaxie mají typicky rozsáhlý systém kulových hvězdokup . Obecně mají dvě odlišné populace kulových hvězdokup: jednu, která je červenější a bohatší na kovy, a druhou, která je modřejší a chudší na kov.

Dynamické vlastnosti eliptických galaxií a vyboulení diskových galaxií jsou podobné, což naznačuje, že mohou být vytvořeny stejnými fyzikálními procesy, i když to zůstává kontroverzní. Profily svítivosti eliptických galaxií i vyboulenin dobře odpovídají Sersicově zákonu a řada škálovacích vztahů mezi strukturálními parametry eliptických galaxií sjednocuje populaci.

Každá masivní eliptická galaxie obsahuje ve svém středu supermasivní černou díru . Pozorování 46 eliptických galaxií, 20 klasických výdutí a 22 pseudovýdutí ukazuje, že každá z nich obsahuje ve středu černou díru. Hmotnost černé díry úzce koreluje s hmotností galaxie, což dokazují korelace, jako je vztah M–sigma , který dává do souvislosti rozptyl rychlosti okolních hvězd s hmotností černé díry ve středu.

Eliptické galaxie se přednostně nacházejí v kupách galaxií a v kompaktních skupinách galaxií .

Na rozdíl od plochých spirálních galaxií s organizací a strukturou jsou eliptické galaxie více trojrozměrné, bez větší struktury a jejich hvězdy jsou na poněkud náhodných drahách kolem středu.

Velikosti a tvary

Centrální galaxie na tomto snímku je gigantická eliptická galaxie označená jako 4C 73.08.
Brilantní centrální objekt je veleobří eliptická galaxie, dominantní člen kupy galaxií s názvem MACSJ1423.8+2404. Všimněte si gravitační čočky .

Eliptické galaxie se velmi liší jak velikostí, tak hmotností s průměry v rozmezí od 3 000 světelných let do více než 700 000 světelných let a hmotnostmi od 10 5 do téměř 10 13 hmotností Slunce. Tento rozsah je pro tento typ galaxie mnohem širší než pro kterýkoli jiný. Nejmenší, trpasličí eliptické galaxie , nemusí být větší než typická kulová hvězdokupa , ale obsahují značné množství temné hmoty , která se v kupách nevyskytuje. Většina z těchto malých galaxií nemusí souviset s jinými eliptikami.

Hubbleova klasifikace eliptických galaxií obsahuje celé číslo, které popisuje, jak protáhlý je obraz galaxie. Klasifikace je určena poměrem hlavních ( a ) k vedlejším ( b ) osám izofotů galaxie :

Pro kulovou galaxii rovnající se b je tedy číslo 0 a Hubbleův typ je E0. Zatímco limit v literatuře je kolem E7, od roku 1966 je známo, že galaxie E4 až E7 jsou nesprávně klasifikované lentikulární galaxie s disky nakloněnými v různých úhlech k naší linii pohledu. To bylo potvrzeno prostřednictvím spektrálních pozorování odhalujících rotaci jejich hvězdných disků. Hubble poznal, že jeho klasifikace tvaru závisí jak na vnitřním tvaru galaxie, tak i na úhlu, pod kterým je galaxie pozorována. Některé galaxie s Hubbleovým typem E0 jsou tedy ve skutečnosti protáhlé.

Někdy se říká, že existují dva fyzické typy eliptických těles: obří eliptické tělesa s mírně „krabicovitými“ izofoty, jejichž tvary jsou výsledkem náhodného pohybu, který je v některých směrech větší než v jiných (anizotropní náhodný pohyb); a "disky" normální a trpasličí eliptické elipsy , které obsahují disky. To je však zneužití názvosloví, protože existují dva typy galaxií raného typu, ty s disky a ty bez. Vzhledem k existenci galaxií ES s disky středního měřítka je rozumné očekávat, že existuje kontinuita z E do ES a na galaxie S0 s jejich hvězdnými disky ve velkém měřítku, které dominují světlu na velkých poloměrech.

Trpasličí sféroidní galaxie se zdají být samostatnou třídou: jejich vlastnosti jsou více podobné vlastnostem nepravidelných galaxií a galaxií pozdního spirálního typu.

Na velkém konci eliptického spektra je další dělení, mimo Hubbleovu klasifikaci. Za gE obřími eliptikaly leží D-galaxie a cD-galaxie . Jsou podobné svým menším bratrům, ale jsou více rozptýlené, s velkými halo, které mohou patřit do kupy galaxií, v níž sídlí, než centrálně umístěná obří galaxie.

Vývoj

NGC 3597 je produktem srážky dvou galaxií. Vyvíjí se v obří eliptickou galaxii.

Je široce přijímáno, že slučování velkých, ale neobřích galaxií v důsledku gravitační přitažlivosti hraje hlavní roli při utváření růstu a vývoje eliptických galaxií. Předpokládá se, že takové hlavní galaktické fúze byly v raných dobách běžnější. Galaxie Mléčná dráha , v závislosti na neznámé tangenciální složce, je na čtyři až pět miliard let trvající kolizní kurz s galaxií v Andromedě . Existuje teorie, že eliptická galaxie vznikne spojením dvou spirál. (Všimněte si, že menší galaktické fúze zahrnují dvě galaxie velmi rozdílných hmotností; je dobře známo, že k menším fúzím dochází v galaxiích, které nejsou ani obří, ani eliptické – jako je naše vlastní Mléčná dráha .)

Předpokládá se, že černé díry mohou hrát důležitou roli při omezování růstu eliptických galaxií v raném vesmíru tím, že brání vzniku hvězd .

Vznik hvězd

Tradiční portrét eliptických galaxií je vykresluje jako galaxie, kde tvorba hvězd skončila po počátečním výbuchu s vysokým rudým posuvem a nechala je zářit pouze svými stárnoucími hvězdami. Eliptické galaxie se typicky jeví jako žlutočervené, což je v kontrastu s výrazným modrým nádechem většiny spirálních galaxií . Ve spirálách tato modrá barva vychází převážně z mladých horkých hvězd v jejich spirálních ramenech. Má se za to, že v eliptických galaxiích dochází k velmi malé tvorbě hvězd kvůli nedostatku plynu ve srovnání se spirálními nebo nepravidelnými galaxiemi. V posledních letech však důkazy ukázaly, že rozumná část (~25 %) galaxií raného typu (E, ES a S0) má rezervoáry zbytkového plynu a tvorbu hvězd na nízké úrovni.

Výzkumníci z Herschel Space Observatory spekulovali, že centrální černé díry v eliptických galaxiích zabraňují dostatečnému ochlazení plynu pro vznik hvězd.


Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy