Elliptisk galax -Elliptical galaxy

Den jättelika elliptiska galaxen ESO 325-G004

En elliptisk galax är en typ av galax med en ungefär ellipsoidform och en jämn, nästan särdragslös bild. De är en av de fyra huvudklasserna av galaxer som beskrevs av Edwin Hubble i hans Hubble-sekvens och 1936-verket The Realm of the Nebulae , tillsammans med spiral- och linsformiga galaxer. Elliptiska (E) galaxer är, tillsammans med linsformiga galaxer (S0) med sina storskaliga skivor, och ES-galaxer med sina skivor i mellanskala, en undergrupp av galaxpopulationen av "tidig typ".

De flesta elliptiska galaxer är sammansatta av äldre, low-mass stjärnor , med ett gles interstellärt medium och minimal stjärnbildningsaktivitet , och de tenderar att omges av ett stort antal klotformiga klungor . Elliptiska galaxer tros utgöra cirka 10–15 % av galaxerna i Jungfruns superkluster , och de är inte den dominerande typen av galax i universum totalt sett. De finns företrädesvis nära galaxhoparnas centrum .

Elliptiska galaxer varierar i storlek från dvärgleliptiska galaxer med tiotals miljoner stjärnor, till superjättar med över hundra biljoner stjärnor som dominerar deras galaxhopar. Ursprungligen antog Edwin Hubble att elliptiska galaxer utvecklades till spiralgalaxer , vilket senare upptäcktes vara falskt, även om ansamlingen av gas och mindre galaxer kan bygga en skiva runt en redan existerande ellipsoidstruktur. Stjärnor som finns inuti elliptiska galaxer är i genomsnitt mycket äldre än stjärnor som finns i spiralgalaxer.

Exempel

Generella egenskaper

Elliptisk galax IC 2006 .

Elliptiska galaxer kännetecknas av flera egenskaper som gör dem skilda från andra klasser av galaxer. De är sfäriska eller äggformade massor av stjärnor, svälta på stjärnbildande gaser. Den minsta kända elliptiska galaxen är ungefär en tiondel av Vintergatans storlek . Stjärnornas rörelse i elliptiska galaxer är övervägande radiell, till skillnad från skivorna i spiralgalaxer , som domineras av rotation . Dessutom finns det mycket lite interstellär materia (varken gas eller stoft), vilket resulterar i låga stjärnbildningshastigheter , få öppna stjärnhopar och få unga stjärnor; ganska elliptiska galaxer domineras av gamla stjärnpopulationer , vilket ger dem röda färger. Stora elliptiska galaxer har vanligtvis ett omfattande system av klothopar . De har i allmänhet två distinkta populationer av klotformade kluster: en som är mer röd och metallrik, och en annan som är mer blå och metallfattig.

De dynamiska egenskaperna hos elliptiska galaxer och utbuktningarna hos skivgalaxer är liknande, vilket tyder på att de kan bildas av samma fysiska processer, även om detta fortfarande är kontroversiellt. Ljuskraftsprofilerna för både elliptiska galaxer och utbuktningar är väl anpassade till Sersics lag , och en rad skalningsförhållanden mellan de elliptiska galaxernas strukturella parametrar förenar befolkningen.

Varje massiv elliptisk galax innehåller ett supermassivt svart hål i mitten. Observationer av 46 elliptiska galaxer, 20 klassiska utbuktningar och 22 pseudobulgar visar att var och en innehåller ett svart hål i mitten. Det svarta hålets massa är nära korrelerad med galaxens massa, vilket framgår av korrelationer som M–sigma-relationen som relaterar hastighetsspridningen av de omgivande stjärnorna till massan av det svarta hålet i centrum.

Elliptiska galaxer finns företrädesvis i galaxhopar och i kompakta grupper av galaxer .

Till skillnad från platta spiralgalaxer med organisation och struktur är elliptiska galaxer mer tredimensionella, utan mycket struktur, och deras stjärnor befinner sig i något slumpmässiga banor runt mitten.

Storlekar och former

Den centrala galaxen i denna bild är en gigantisk elliptisk galax betecknad 4C 73.08.
Det lysande centrala objektet är en superjätte elliptisk galax, den dominerande medlemmen av en galaxhop med namnet MACSJ1423.8+2404. Observera gravitationslinsen .

Elliptiska galaxer varierar mycket i både storlek och massa med diametrar som sträcker sig från 3 000 ljusår till mer än 700 000 ljusår, och massor från 10 5 till nästan 10 13 solmassor. Detta intervall är mycket bredare för denna galaxtyp än för någon annan. De minsta, de elliptiska dvärggalaxerna , kanske inte är större än en typisk klotformig klunga , men innehåller en avsevärd mängd mörk materia som inte finns i klungor. De flesta av dessa små galaxer kanske inte är relaterade till andra elliptiska.

Hubble -klassificeringen av elliptiska galaxer innehåller ett heltal som beskriver hur långsträckt galaxbilden är. Klassificeringen bestäms av förhållandet mellan de stora ( a ) och de mindre ( b ) axlarna för galaxens isofoter :

För en sfärisk galax med a lika med b är talet 0, och Hubble-typen är E0. Medan gränsen i litteraturen är ungefär E7, har det varit känt sedan 1966 att E4 till E7-galaxerna är felklassificerade linsformiga galaxer med skivor som lutar i olika vinklar mot vår siktlinje. Detta har bekräftats genom spektrala observationer som avslöjar rotationen av deras stjärnskivor. Hubble insåg att hans formklassificering beror både på galaxens inneboende form, såväl som vinkeln med vilken galaxen observeras. Därför är vissa galaxer med Hubble typ E0 faktiskt långsträckta.

Det sägs ibland att det finns två fysiska typer av elliptiska: de gigantiska elliptiska med lätt "boxy"-formade isofoter, vars former är resultatet av slumpmässig rörelse som är större i vissa riktningar än i andra (anisotropisk slumpmässig rörelse); och "disky" normal och dvärg elliptiska , som innehåller diskar. Detta är dock ett missbruk av nomenklaturen, eftersom det finns två typer av galaxer av tidig typ, de med skivor och de utan. Med tanke på förekomsten av ES-galaxer med mellanskaliga skivor är det rimligt att förvänta sig att det finns en kontinuitet från E till ES, och till S0-galaxerna med deras storskaliga stjärnskivor som dominerar ljuset med stora radier.

Dvärg sfäroidala galaxer verkar vara en distinkt klass: deras egenskaper liknar mer de hos oregelbundna och sen spiraltyp galaxer.

I den stora änden av det elliptiska spektrumet finns ytterligare uppdelning, bortom Hubbles klassificering. Bortom gE jätteelliptiska sträckor , ligger D-galaxer och cD-galaxer . Dessa liknar sina mindre bröder, men mer diffusa, med stora haloer som kan höra lika mycket till galaxhopen där de bor som den centralt belägna jättegalaxen.

Evolution

NGC 3597 är produkten av en kollision mellan två galaxer. Det håller på att utvecklas till en gigantisk elliptisk galax.

Det är allmänt accepterat att sammansmältningen av stora men icke-gigantiska galaxer, på grund av gravitationell attraktion, spelar en stor roll för att forma tillväxten och utvecklingen av elliptiska galaxer. Sådana stora galaktiska sammanslagningar tros ha varit vanligare vid tidiga tidpunkter. Vintergatans galax , beroende på en okänd tangentiell komponent, befinner sig på en fyra till fem miljarder år lång kollisionskurs med Andromedagalaxen . Det har teoretiserats att en elliptisk galax kommer att bli resultatet av en sammanslagning av de två spiralerna. (Observera att mindre galaktiska sammanslagningar involverar två galaxer med mycket olika massa; det är väletablerat att mindre sammanslagningar förekommer i galaxer som varken är jättelika eller elliptiska – som vår egen Vintergatans galax.)

Man tror att svarta hål kan spela en viktig roll för att begränsa tillväxten av elliptiska galaxer i det tidiga universum genom att hämma stjärnbildningen .

Stjärnbildning

Det traditionella porträttet av elliptiska galaxer målar upp dem som galaxer där stjärnbildningen slutade efter en första explosion med hög rödförskjutning, vilket lämnade dem att lysa med bara sina åldrande stjärnor. Elliptiska galaxer verkar vanligtvis gul-röda, vilket är i kontrast till den distinkta blå nyansen av de flesta spiralgalaxer . I spiraler kommer denna blå färg till stor del från de unga, heta stjärnorna i deras spiralarmar. Mycket lite stjärnbildning tros förekomma i elliptiska galaxer, på grund av deras brist på gas jämfört med spiralgalaxer eller oregelbundna galaxer. Under de senaste åren har dock bevis visat att en rimlig andel (~25 %) av galaxer av tidig typ (E, ES och S0) har kvarvarande gasreservoarer och låg nivå av stjärnbildning.

Forskare från Herschel Space Observatory har spekulerat i att de centrala svarta hålen i elliptiska galaxer hindrar gasen från att svalna tillräckligt för stjärnbildning.


Se även

Referenser

Vidare läsning

externa länkar