Una galaxia elíptica es un tipo de galaxia con una forma aproximadamente elipsoidal y una imagen suave y casi sin rasgos distintivos. Son una de las tres clases principales de galaxias descritas por Edwin Hubble en su secuencia de Hubble y obra de 1936 El reino de las nebulosas , [1] junto con las galaxias espirales y lenticulares . Las galaxias elípticas (E) son, junto con las galaxias lenticulares (S0) con sus discos de gran escala, y las galaxias ES [2] [3] [4] con sus discos de escala intermedia, un subconjunto de la población de galaxias de "tipo temprano".
La mayoría de las galaxias elípticas están compuestas por estrellas más viejas y de baja masa , con un medio interestelar escaso y una mínima actividad de formación de estrellas , y tienden a estar rodeadas por un gran número de cúmulos globulares . Se cree que las galaxias elípticas constituyen aproximadamente el 10-15% de las galaxias en el supercúmulo de Virgo , y no son el tipo de galaxia dominante en el universo en general. [5] Se encuentran preferentemente cerca de los centros de los cúmulos de galaxias . [6]
Las galaxias elípticas varían en tamaño desde decenas de millones hasta más de cien billones de estrellas . Originalmente, Edwin Hubble planteó la hipótesis de que las galaxias elípticas evolucionaron a galaxias espirales , lo que más tarde se descubrió que era falso, [7] aunque la acumulación de gas y galaxias más pequeñas puede construir un disco alrededor de una estructura elipsoidal preexistente. [8] [9] Las estrellas que se encuentran dentro de las galaxias elípticas son, en promedio, mucho más antiguas que las que se encuentran en las galaxias espirales. [7]
Ejemplos de
- M49
- M59
- M60 (NGC 4649)
- M87 (NGC 4486) , cuyo agujero negro supermasivo es el primer agujero negro en ser fotografiado por el Event Horizon Telescope .
- M89
- M105 (NGC 3379)
- IC 1101 , una de las galaxias más grandes del universo observable .
- Maffei 1 , la galaxia elíptica gigante más cercana.
- CGCG 049-033 , conocido por tener el chorro galáctico más largo descubierto.
- Centaurus A (NGC 5128) , una radio galaxia elíptica / lenticular con una morfología peculiar y líneas de polvo inusuales
Características generales
Las galaxias elípticas se caracterizan por varias propiedades que las distinguen de otras clases de galaxias. Son masas de estrellas esféricas u ovoides, privadas de gases productores de estrellas. La galaxia elíptica más pequeña conocida tiene aproximadamente una décima parte del tamaño de la Vía Láctea [ cita requerida ] . El movimiento de las estrellas en las galaxias elípticas es predominantemente radial [ cita requerida ] , a diferencia de los discos de las galaxias espirales , que están dominados por rotación . Además, hay muy poca materia interestelar (ni gas ni polvo), lo que da como resultado tasas bajas de formación de estrellas , pocos cúmulos estelares abiertos y pocas estrellas jóvenes; Las galaxias más bien elípticas están dominadas por antiguas poblaciones estelares , lo que les da colores rojos. Las grandes galaxias elípticas suelen tener un extenso sistema de cúmulos globulares .
Las propiedades dinámicas de las galaxias elípticas y las protuberancias de las galaxias de disco son similares, lo que sugiere que pueden estar formadas por los mismos procesos físicos, aunque esto sigue siendo controvertido. Los perfiles de luminosidad de las galaxias elípticas y las protuberancias se ajustan bien a la ley de Sersic , y un rango de relaciones de escala entre los parámetros estructurales de las galaxias elípticas unifican la población. [11]
Cada galaxia elíptica masiva contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Las observaciones de 46 galaxias elípticas, 20 protuberancias clásicas y 22 pseudobombas muestran que cada una contiene un agujero negro en el centro. [12] La masa del agujero negro está estrechamente correlacionada con la masa de la galaxia, [13] evidenciada a través de correlaciones como la relación M-sigma que relaciona la dispersión de la velocidad de las estrellas circundantes con la masa del agujero negro en el centrar.
Las galaxias elípticas se encuentran preferentemente en cúmulos de galaxias y en grupos compactos de galaxias .
A diferencia de las galaxias espirales planas con organización y estructura, las galaxias elípticas son más tridimensionales, sin mucha estructura, y sus estrellas están en órbitas algo aleatorias alrededor del centro.
Tamaños y formas
Las galaxias elípticas varían mucho en tamaño y masa con diámetros que van de 3.000 años luz a más de 700.000 años luz, y las masas de 10 5 a cerca de 10 13 masas solares. [15] Este rango es mucho más amplio para este tipo de galaxia que para cualquier otro. Las más pequeñas, las galaxias elípticas enanas , pueden no ser más grandes que un cúmulo globular típico , pero contienen una cantidad considerable de materia oscura que no está presente en los cúmulos. La mayoría de estas pequeñas galaxias pueden no estar relacionadas con otras elípticas.
La clasificación de Hubble de galaxias elípticas contiene un número entero que describe cuán alargada es la imagen de la galaxia. La clasificación está determinada por la relación entre los ejes mayor ( a ) y menor ( b ) de las isofotas de la galaxia :
Por lo tanto, para una galaxia esférica con a igual ab , el número es 0 y el tipo de Hubble es E0. Si bien el límite en la literatura es sobre E7, se sabe desde 1966 [2] que las galaxias E4 a E7 son galaxias lenticulares mal clasificadas con discos inclinados en diferentes ángulos a nuestra línea de visión. Esto ha sido confirmado a través de observaciones espectrales que revelan la rotación de sus discos estelares. [16] [17] Hubble reconoció que su clasificación de formas depende tanto de la forma intrínseca de la galaxia como del ángulo con el que se observa la galaxia. Por lo tanto, algunas galaxias con el tipo E0 de Hubble están realmente alargadas.
A veces se dice que hay dos tipos físicos de elípticas: las elípticas gigantes con isofotas de forma ligeramente "cuadrada", cuyas formas resultan de un movimiento aleatorio que es mayor en algunas direcciones que en otras (movimiento aleatorio anisotrópico); y las elípticas normales y enanas "disky" , que contienen discos. [18] [19] Sin embargo, esto es un abuso de la nomenclatura, ya que hay dos tipos de galaxias de tipo temprano, las que tienen discos y las que no. Dada la existencia de galaxias ES con discos de escala intermedia, es razonable esperar que haya una continuidad de E a ES, y en las galaxias S0 con sus discos estelares a gran escala que dominan la luz en grandes radios.
Las galaxias esferoidales enanas parecen ser una clase distinta: sus propiedades son más similares a las de las galaxias irregulares y tardías de tipo espiral.
En el extremo grande del espectro elíptico, hay una mayor división, más allá de la clasificación de Hubble. Más allá de gE elípticas gigantes, mentiras D-galaxias y CD-galaxias . Estos son similares a sus hermanos más pequeños, pero más difusos, con grandes halos que pueden pertenecer tanto al cúmulo de galaxias dentro del cual residen como a la galaxia gigante ubicada en el centro.
Evolución
Está ampliamente aceptado que la fusión de galaxias grandes pero no gigantes, debido a la atracción gravitacional, juega un papel importante en la configuración del crecimiento y evolución de las galaxias elípticas. Se cree que tales fusiones galácticas importantes fueron más comunes en los primeros tiempos. La Vía Láctea , dependiendo de un componente tangencial desconocido, se encuentra en un curso de colisión de cuatro a cinco mil millones de años con la Galaxia de Andrómeda . [20] Se ha teorizado que una galaxia elíptica resultará de la fusión de las dos espirales. (Tenga en cuenta que las fusiones galácticas menores involucran dos galaxias de masas muy diferentes; está bien establecido que las fusiones menores ocurren en galaxias que no son ni gigantes ni elípticas, como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea ). [Se necesita una mejor fuente ]
Se cree que los agujeros negros pueden jugar un papel importante en la limitación del crecimiento de las galaxias elípticas en el universo temprano al inhibir la formación de estrellas . [ cita requerida ]
Formación de estrellas
El retrato tradicional [ cita requerida ] de las galaxias elípticas las pinta como galaxias donde la formación de estrellas terminó después de un estallido inicial con alto corrimiento al rojo, dejándolas brillar solo con sus estrellas envejecidas. Las galaxias elípticas suelen aparecer de color amarillo-rojo, que contrasta con el tinte azul distintivo de la mayoría de las galaxias espirales . En espirales, este color azul emana en gran parte de las estrellas jóvenes y calientes en sus brazos espirales. Se cree que se produce muy poca formación de estrellas en las galaxias elípticas, debido a su falta de gas en comparación con las galaxias espirales o irregulares. Sin embargo, en los últimos años, la evidencia ha demostrado que una proporción razonable (~ 25%) de las galaxias de tipo temprano (E, ES y S0) tienen depósitos de gas residual [21] y formación estelar de bajo nivel. [22]
Los investigadores del Observatorio Espacial Herschel han especulado que los agujeros negros centrales en las galaxias elípticas evitan que el gas se enfríe lo suficiente para la formación de estrellas. [23]
Ver también
- Inestabilidad de la manguera contra incendios
- Plano fundamental (galaxias elípticas)
- Diagrama de color-magnitud de la galaxia
- Clasificación morfológica de galaxias
- Secuencia de Hubble
- Galaxia lenticular
- Relación M – sigma
- Modelo de Osipkov-Merritt
- Perfil de Sersic
Referencias
- ^ Hubble, EP (1936). El reino de las nebulosas . Conferencias en memoria de la Sra. Hepsa Ely Silliman , 25. New Haven: Yale University Press . ISBN 9780300025002. OCLC 611263346 . URL alternativa (págs. 124-151)
- ↑ a b Liller, MH (1966), La distribución de la intensidad en las galaxias elípticas del cúmulo de Virgo. II
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- ^ Graham, AW y col. (2016), Galaxias elípticas de disco y el agujero negro supuestamente demasiado masivo en la galaxia compacta “ES” NGC 1271 (ver su Fig.7).
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- ^ "Las galaxias rojas y muertas tienen 'corazones' de agujero negro, evitando la formación de estrellas".
Otras lecturas
- Mo, Houjun; van den Bosch, Frank; White, Simon (junio de 2010), Galaxy Formation and Evolution (1 ed.), Cambridge University Press , ISBN 978-0521857932
enlaces externos
- Galaxias elípticas , páginas de SEDS Messier
- Galaxias elípticas