La secuencia de Hubble es un esquema de clasificación morfológica de galaxias inventado por Edwin Hubble en 1926. [1] [2] [3] [4] A menudo se le conoce coloquialmente como el diagrama de diapasón de Hubble porque la forma en la que se representa tradicionalmente se asemeja a un diapasón .
El esquema de Hubble dividió las galaxias regulares en tres clases amplias: elípticas , lenticulares y espirales , según su apariencia visual (originalmente en placas fotográficas ). Una cuarta clase contiene galaxias con apariencia irregular . La secuencia de Hubble es el sistema más utilizado para clasificar galaxias, tanto en la investigación astronómica profesional como en la astronomía amateur .
En junio de 2019, los científicos ciudadanos a través de Galaxy Zoo argumentaron que la clasificación habitual de Hubble, particularmente en lo que respecta a las galaxias espirales , puede no estar respaldada por evidencia. En consecuencia, es posible que el esquema deba actualizarse. [5] [6]
Clases de galaxias
Elípticas
A la izquierda (en el sentido en que normalmente se dibuja la secuencia) se encuentran las elípticas . Las galaxias elípticas tienen distribuciones de luz relativamente suaves y sin rasgos distintivos y aparecen como elipses en imágenes fotográficas. Se indican con la letra E, seguida de un número entero n que representa su grado de elipticidad en el cielo. Por convención, n es diez veces la elipticidad de la galaxia, redondeada al número entero más cercano, donde la elipticidad se define como e = 1 -B/apara una elipse con ejes semi-mayor y semi-menores de longitudes a y b , respectivamente. [7] La elipticidad aumenta de izquierda a derecha en el diagrama de Hubble, con galaxias casi circulares (E0) situadas en el extremo izquierdo del diagrama. Es importante tener en cuenta que la elipticidad de una galaxia en el cielo solo está relacionada indirectamente con la verdadera forma tridimensional (por ejemplo, una galaxia aplanada con forma de disco puede parecer casi redonda si se mira de frente o muy elíptica si se mira). de borde). Observacionalmente, las galaxias "elípticas" más aplanadas tienen elipticidades e = 0.7 (denotado E7). Sin embargo, al estudiar los perfiles de luz y los perfiles de elipticidad, en lugar de simplemente mirar las imágenes, se descubrió en la década de 1960 que las galaxias E5-E7 probablemente son galaxias lenticulares mal clasificadas con discos a gran escala vistos en varias inclinaciones a nuestra línea. en vista. [8] [9] Las observaciones de la cinemática de las galaxias de tipo temprano confirmaron aún más esto. [10] [11] [12]
Ejemplos de galaxias elípticas: M49 , M59 , M60 , M87 , NGC 4125 .
Lenticulares
En el centro del diapasón del Hubble, donde se unen las dos ramas de galaxias espirales y la rama elíptica, se encuentra una clase intermedia de galaxias conocidas como lenticulares y que reciben el símbolo S0. Estas galaxias consisten en una protuberancia central brillante , similar en apariencia a una galaxia elíptica , rodeada por una estructura extendida parecida a un disco . A diferencia de las galaxias espirales , los discos de las galaxias lenticulares no tienen una estructura espiral visible y no están formando estrellas activamente en una cantidad significativa.
Cuando se mira simplemente la imagen de una galaxia, las galaxias lenticulares con discos relativamente enfrentados son difíciles de distinguir de las elípticas de tipo E0-E3, lo que hace que la clasificación de muchas de estas galaxias sea incierta. Cuando se ve de canto, el disco se vuelve más aparente y, a veces, se pueden ver líneas de polvo prominentes en absorción en longitudes de onda ópticas.
En el momento de la publicación inicial del esquema de clasificación de galaxias de Hubble, la existencia de galaxias lenticulares era puramente hipotética. Hubble creía que eran necesarios como una etapa intermedia entre las "elípticas" muy aplanadas y las espirales. Observaciones posteriores (del propio Hubble, entre otros) mostraron que la creencia de Hubble era correcta y la clase S0 fue incluida en la exposición definitiva de la secuencia de Hubble por Allan Sandage . [13] Faltan en la secuencia de Hubble las galaxias de tipo temprano con discos de escala intermedia, entre el tipo E y S0, Martha Liller las denotó galaxias ES en 1966.
Las galaxias lenticulares y espirales, tomadas en conjunto, a menudo se denominan galaxias de disco . La relación de flujo de abultamiento a disco en las galaxias lenticulares puede tomar una variedad de valores, tal como lo hace para cada uno de los tipos morfológicos de galaxias espirales (Sa, Sb, etc.). [14]
Ejemplos de las galaxias lenticulares: M85 , M86 , NGC 1316 , NGC 2787 , NGC 5866 , Centaurus A .
Espirales
A la derecha del diagrama de secuencia de Hubble hay dos ramas paralelas que abarcan las galaxias espirales . Una galaxia espiral consta de un disco aplanado , con estrellas que forman una estructura espiral (generalmente de dos brazos) y una concentración central de estrellas conocida como abultamiento . También se observa que aproximadamente la mitad de todas las espirales tienen una estructura en forma de barra, con la barra extendiéndose desde la protuberancia central y los brazos comienzan en los extremos de la barra. En el diagrama del diapasón, las espirales regulares ocupan la rama superior y se indican con la letra S, mientras que la rama inferior contiene las espirales barradas, dado el símbolo SB. Ambos tipos de espirales se subdividen aún más de acuerdo con la apariencia detallada de sus estructuras espirales. La pertenencia a una de estas subdivisiones se indica agregando una letra minúscula al tipo morfológico, de la siguiente manera:
- Sa (SBa) - brazos suaves y bien enrollados; abultamiento central grande y brillante
- Sb (SBb) - brazos espirales enrollados menos apretados que Sa (SBa); bulto algo más débil
- Sc (SBc): brazos espirales sueltos, claramente resueltos en cúmulos estelares y nebulosas individuales; bulto más pequeño y más tenue
Hubble describió originalmente tres clases de galaxias espirales. Gérard de Vaucouleurs [15] lo amplió para incluir una cuarta clase:
- Sd (SBd) - brazos muy sueltos, fragmentarios; la mayor parte de la luminosidad está en los brazos y no en el bulto
Aunque es estrictamente parte del sistema de clasificación de Vaucouleurs , la clase Sd a menudo se incluye en la secuencia de Hubble. Los tipos básicos de espirales se pueden ampliar para permitir distinciones de apariencia más finas. Por ejemplo, las galaxias espirales cuya apariencia es intermedia entre dos de las clases anteriores a menudo se identifican agregando dos letras minúsculas al tipo de galaxia principal (por ejemplo, Sbc para una galaxia intermedia entre una Sb y una Sc).
Nuestra propia Vía Láctea se clasifica generalmente como Sc o SBc, [16] por lo que es una espiral barrada con brazos bien definidos.
Ejemplos de galaxias espirales regulares: ( visualmente ) M31 (Galaxia Andrómeda), M74 , M81 , M104 (Galaxia Sombrero), M51a (Galaxia Whirlpool), NGC 300 , NGC 772 .
Ejemplos de galaxias espirales barradas: M91 , M95 , NGC 1097 , NGC 1300 , NGC1672 , NGC 2536 , NGC 2903 .
Irregulares
Las galaxias que no encajan en la secuencia de Hubble, porque no tienen una estructura regular (ya sea en forma de disco o elipsoidal), se denominan galaxias irregulares . Hubble definió dos clases de galaxias irregulares: [17]
- Las galaxias Irr I tienen perfiles asimétricos y carecen de una protuberancia central o una estructura espiral obvia; en cambio, contienen muchos cúmulos individuales de estrellas jóvenes
- Las galaxias Irr II tienen apariencias más suaves y asimétricas y no se resuelven claramente en estrellas individuales o cúmulos estelares.
En su extensión a la secuencia de Hubble, de Vaucouleurs llamó a las galaxias Irr I 'irregulares de Magallanes', en honor a las Nubes de Magallanes , dos satélites de la Vía Láctea que Hubble clasificó como Irr I. El descubrimiento de una débil estructura en espiral [18] en el La Gran Nube de Magallanes llevó a de Vaucouleurs a dividir aún más las galaxias irregulares en aquellas que, como la LMC, muestran alguna evidencia de estructura en espiral (se les da el símbolo Sm) y aquellas que no tienen una estructura obvia, como la Pequeña Nube de Magallanes (denotada Soy). En la secuencia extendida del Hubble, los irregulares de Magallanes generalmente se colocan al final de la rama en espiral del diapasón del Hubble.
Ejemplos de galaxias irregulares: M82 , NGC 1427A , Gran Nube de Magallanes , Pequeña Nube de Magallanes .
Importancia física
Las galaxias elípticas y lenticulares se denominan comúnmente galaxias de "tipo temprano", mientras que las galaxias espirales y irregulares se denominan "tipos tardíos". Esta nomenclatura es la fuente de la creencia común, [19] pero errónea, de que la secuencia de Hubble tenía la intención de reflejar una supuesta secuencia evolutiva, desde galaxias elípticas pasando por lenticulares hasta espirales barradas o regulares . De hecho, Hubble tuvo claro desde el principio que tal interpretación no estaba implícita:
Se enfatiza que la nomenclatura se refiere a la posición en la secuencia, y las connotaciones temporales se hacen a riesgo de uno. Toda la clasificación es puramente empírica y sin perjuicio de las teorías de la evolución ... [3]
La imagen evolutiva parece estar respaldada por el hecho de que se observa que los discos de las galaxias espirales albergan muchas estrellas jóvenes y regiones de formación estelar activa , mientras que las galaxias elípticas están compuestas predominantemente de poblaciones estelares antiguas. De hecho, la evidencia actual sugiere lo contrario: el Universo temprano parece estar dominado por galaxias espirales e irregulares. En la imagen actualmente favorecida de la formación de galaxias , las elípticas actuales se formaron como resultado de fusiones entre estos bloques de construcción anteriores; mientras que algunas galaxias lenticulares pueden haberse formado de esta manera, otras pueden haber acumulado sus discos alrededor de esferoides preexistentes. [20] Algunas galaxias lenticulares también pueden ser galaxias espirales evolucionadas, cuyo gas ha sido eliminado sin dejar combustible para la formación continua de estrellas, [21] aunque la galaxia LEDA 2108986 abre el debate sobre esto.
Defectos
Una crítica común al esquema de Hubble es que los criterios para asignar galaxias a clases son subjetivos, lo que lleva a diferentes observadores a asignar galaxias a diferentes clases (aunque los observadores experimentados generalmente están de acuerdo con menos de un solo tipo de Hubble). [22] [23] Aunque no es realmente una deficiencia, desde el Atlas de Galaxias Hubble de 1961, el criterio principal utilizado para asignar el tipo morfológico (a, b, c, etc.) ha sido la naturaleza de los brazos espirales, en lugar de la relación de flujo de abultamiento a disco y, por lo tanto, existe un rango de relaciones de flujo para cada tipo morfológico, [24] [25] [26] como con las galaxias lenticulares.
Otra crítica al esquema de clasificación de Hubble es que, al estar basado en la apariencia de una galaxia en una imagen bidimensional, las clases solo están relacionadas indirectamente con las verdaderas propiedades físicas de las galaxias. En particular, surgen problemas debido a los efectos de orientación . La misma galaxia se vería muy diferente, si se mirara de canto, en oposición a un punto de vista de frente o "de costado". Como tal, la secuencia de tipo temprano está pobremente representada: las galaxias ES no aparecen en la secuencia de Hubble, y las galaxias E5-E7 son en realidad galaxias S0. Además, las galaxias ES barradas y S0 barradas también están ausentes.
Las clasificaciones visuales también son menos confiables para galaxias débiles o distantes, y la apariencia de las galaxias puede cambiar dependiendo de la longitud de onda de la luz en la que se observan.
No obstante, la secuencia de Hubble todavía se usa comúnmente en el campo de la astronomía extragaláctica y se sabe que los tipos de Hubble se correlacionan con muchas propiedades físicamente relevantes de las galaxias, como luminosidades , colores, masas (de estrellas y gas) y tasas de formación de estrellas. [27]
Ver también
- Diagrama de color-magnitud de la galaxia
- Clasificación morfológica de galaxias
Referencias
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enlaces externos
- Las galaxias y el universo : una introducción a la clasificación de las galaxias
- Atlas de morfología de galaxias del infrarrojo cercano , TH Jarrett
- El infrarrojo Spitzer Cerca de la Encuesta de Galaxias (canta) Afinación Hubble-Tenedor , CANTA telescopio espacial Spitzer Science Project Legado
- Galaxy Zoo - Proyecto de participación en la clasificación Galaxy.