Elipsinės galaktikos — apibrėžimas, savybės ir kilmė

Elipsinės galaktikos: apibrėžimas, savybės ir kilmė — sužinokite apie jų formą, žvaigždžių amžių, masę, tarpžvaigždinę terpę ir vaidmenį Visatoje.

Elipsinė galaktika - tai elipsės formos galaktika, kurios ryškis yra lygus, beveik be bruožų. Tai vienas iš trijų pagrindinių galaktikų tipų, kuriuos 1936 m. aprašė Edvinas Hubble'as. Kitos buvo spiralinės ir lęšinės galaktikos.

Elipsinių galaktikų forma yra nuo beveik sferinės iki beveik plokščios, o jų dydis - nuo šimtų milijonų iki daugiau nei vieno trilijono žvaigždžių. Iš pradžių Edvinas Hubble'as manė, kad elipsinės galaktikos gali išsivystyti į spiralines galaktikas, tačiau paaiškėjo, kad tai netiesa. Elipsinių galaktikų viduje rastos žvaigždės yra labai daug senesnės už žvaigždes, esančias spiralinėse galaktikose.

Dauguma elipsinių galaktikų sudarytos iš senesnių, mažos masės žvaigždžių, o jų tarpžvaigždinė terpė reta ir žvaigždžių formavimosi aktyvumas minimalus. Jas paprastai supa daug rutulinių spiečių. Manoma, kad elipsinės galaktikos sudaro apie 10-15 % galaktikų Mergelės superklasteryje, tačiau apskritai jos nėra dominuojantis galaktikų tipas Visatoje. Jos paprastai aptinkamos netoli galaktikų telkinių centrų.

Elipsinės galaktikos ir lęšinės galaktikos dar vadinamos ankstyvojo tipo galaktikomis (ETG) dėl jų padėties Hubble'o sekoje. Ankstyvojoje Visatoje, t. y. toliau nuo mūsų nutolusiose galaktikose, jos pasitaiko rečiau.

Morfologija ir klasifikacija

Elipsinių galaktikų morfologija paprastai žymima pagal Hubble'o E-klasifikaciją: E0 (beplokštės, beveik sferinės) iki E7 (labai plokščios). Skaičius po E atitinka išgaubtumo laipsnį, apytiksliai skaičiuojamą kaip 10 × (1 − b/a), kur b ir a yra mažesnės ir didesnės galaktikos ašies ilgiai.

Skiriamos dvi pagrindinės grupės pagal dydį ir savybes:

• Galinės arba milžiniškos elipsės (gE) — labai didelės, dažnai randamos klasterių centruose, kartais vadinamos cD galaktikomis, turi galingą gravitacinį potencialą ir gausius rutulinių spiečių sistemas.
• Nykrų (dE arba dwarf ellipticals) — mažesnės elipsinės galaktikos, dažnos galaktikų grupėse, jų šviesio profilis dažnai skiriasi nuo milžinių elipsių.

Fizinės savybės

• Žvaigždžių populiacija: daugiausia seni, raudoni ir mažos masės žvaigždžių komponentai; mažai jaunos žvaigždžių.
• Tarpžvaigždinė terpė: paprastai taupi vėsaus dujinio (šalto) molekulinio pluošto, tačiau didžiosiose elipsėse pastebimas karštas (X spindulių) jonizuotas dujų halas.
• Dinaminės savybės: dauguma elipsių paremta atsitiktine žvaigždžių judėjimo įvairove (didelė spindulinė dispersija), tačiau kai kurios elipsės yra greitai besisukančios „fast rotators“; šių skirtumų tyrimuose svarbų vaidmenį atliko projektai kaip ATLAS3D.
• Šviesio profilis: dažniausiai apibūdinamas de Vaucouleurs dėsniu (Sérsic indeksas n ≈ 4) didžiosioms elipsėms; nykštukų profilis gali būti arčiau eksponentinio (mažesnis n).
• Supermasyvios juodosios skylės: daugelyje elipsinių galaktikų centre aptinkamos supermasyvios juodosios skylės; jų masės koreliuoja su galaktikos bulio savybėmis (pvz., M–σ ryšys).

Kilmė ir evoliucija

Galaktikų formavimosi ir evoliucijos modeliai siūlo kelis mechanizmus elipsinių galaktikų susidarymui:

• Didelių galaktikų susijungimai (mergers): dviejų ar daugiau spiralių galaktikų susijungimas gali sukurti elipsinę struktūrą — tai viena iš pagrindinių teorijų, paaiškinanti didelių elipsių atsiradimą ir jų seno žvaigždžių pavyzdžiui.
• Monolitinis kolapsas: senesnės hipotezės siūlo greitą, ankstyvą dujų debesies kolapsą ir intensyvų žvaigždžių formavimąsi, po kurio lieka rami, senų žvaigždžių galaktika.
• Žingsninė evoliucija: mažesnės elipsės gali kauptis infra- ir satelitinių galaktikų priedais, didžiulės klasterių galaktikos — per kanibalizmą (kitaip cD augimas).

Kur aptinkamos ir kokios jų aplinkos ypatybės

Elipsinės galaktikos dažniau sutinkamos tankių galaktikų grupių ir spiečių centruose. Jos sudaro reikšmingą ryškiausių spiečių centrinių galaktikų dalį. Mergelės superklasteris yra vienas iš pavyzdžių, kur elipsės užima ryškią vietą, nors visuotinis elipsinių dalis Visatoje nėra dominuojanti.

Stebėjimo požymiai ir tyrimo metodai

• Fotometrija leidžia išmatuoti šviesio profilį (Sérsic arba de Vaucouleurs), spalvas ir rutulinių spiečių tankį.
• Spektroskopija atskleidžia žvaigždžių judėjimą (spindulinę dispersiją), cheminę sudėtį (metalumą) ir žvaigždžių amžių.
• X spindulių stebėjimai atskleidžia karštą tarpžvaigždinę dujų halą didžiosiose elipsėse.

Elipsinių ir lęšinių galaktikų skirtumai

Nors abi priskiriamos ankstyvojo tipo galaktikoms, lęšinės (S0) turi plokščią diską, kartais labai silpną spiralinį bruožą, ir gali turėti didesnį šaltų dujų kiekį nei tipinė elipsė. Elipsės trūksta aiškaus disko — jų struktūra labiau trimačiai simetriška.

Svarbios pastabos

Elipsinės galaktikos nėra „ankstyvos“ fazės spiralių evoliucijoje — Hubble'o seka nėra laipsniškos evoliucijos schema. Vietoje to, elipsės yra dažnai galutinės ilgalaikės evoliucijos produktas, kuriame dominuoja senos žvaigždės, o aktyvus formavimasis jau nurimo.

Apibendrinant: elipsinės galaktikos yra įvairios — nuo mažų nykštukių iki milžiniškų spiečių centrinių objektų. Jas identifikuoja glotni, elipsinė šviesos izofotų forma, vyraujantis senų žvaigždžių komponentas, didelė spindulinė dispersija ir dažnai — glaudūs ryšiai su klasterių dinamika bei juodųjų skylių evoliucija. Tyrimai vis dar gilina supratimą apie jų kilmę ir įtaką Visatos struktūrai.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra elipsinė galaktika?

K: Kas iš pradžių aprašė tris pagrindinius galaktikų tipus?

K: Kokie dar du galaktikų tipai, be elipsinių?

K: Kokio dydžio gali būti elipsinė galaktika?

K: Ar žvaigždės, esančios elipsinėse galaktikose, yra jaunesnės ar senesnės už žvaigždes, esančias spiralinėse galaktikose?

K.: Kokio pobūdžio žvaigždžių formavimosi aktyvumas būdingas elipsinėms galaktikoms?

K: Kiek ankstyvojo tipo (elipsinių ir lęšiukinių) galaktikų yra paplitusios, palyginti su kitomis visatoje?

Paieška pagal raidę