La secuencia de Hubble es un esquema de clasificación morfológica de galaxias publicado por Edwin Hubble en 1926. [1] [2] [3] [4] A menudo se la conoce coloquialmente como diagrama de diapasón de Hubble debido a la forma en la que tradicionalmente se representa se parece a un diapasón . Fue inventado por John Henry Reynolds y Sir James Jeans. [5]
El esquema del diapasón dividía las galaxias regulares en tres grandes clases ( elípticas , lenticulares y espirales ) en función de su apariencia visual (originalmente en placas fotográficas ). Una cuarta clase contiene galaxias de 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 .
A la izquierda (en el sentido en que se suele dibujar la secuencia) se encuentran las elípticas . Las galaxias elípticas tienen distribuciones de luz relativamente suaves y sin rasgos distintivos y aparecen como elipses en las 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 entero más cercano, donde la elipticidad se define como e = 1 − b / a para una elipse con a la longitud del semieje mayor y b la longitud del semieje menor. [6] 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 señalar que la elipticidad de una galaxia en el cielo está sólo indirectamente relacionada con su verdadera forma tridimensional (por ejemplo, una galaxia aplanada con forma de disco puede parecer casi redonda si se la ve de frente o muy elíptica si se la ve de frente). de canto). Desde el punto de vista observacional, las galaxias "elípticas" más aplanadas tienen elipticidades e = 0,7 (denotadas E7). Sin embargo, al estudiar los perfiles de luz y los perfiles de elipticidad, en lugar de simplemente mirar las imágenes, en la década de 1960 se dio cuenta de que las galaxias E5-E7 probablemente sean galaxias lenticulares mal clasificadas con discos de gran escala vistos en varias inclinaciones con respecto a nuestra línea. en vista. [7] [8] Las observaciones de la cinemática de las galaxias de tipo temprano confirmaron esto aún más. [9] [10] [11]
Ejemplos de galaxias elípticas: M49 , M59 , M60 , M87 , NGC 4125 .
En el centro del diapasón de Hubble, donde se unen las dos ramas de la galaxia espiral y la rama elíptica, se encuentra una clase intermedia de galaxias conocidas como lenticulares y que reciben el símbolo S0. Estas galaxias consisten en un bulbo central brillante , similar en apariencia a una galaxia elíptica , rodeado por una estructura extendida en forma de 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 cantidades significativas.
Cuando simplemente se mira 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 evidente y a veces se ven franjas de polvo prominentes en la 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 etapa intermedia entre las "elípticas" muy aplanadas y las espirales. Observaciones posteriores (por el propio Hubble, entre otros) demostraron 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 . [12] En la secuencia de Hubble faltan las galaxias de tipo temprano con discos de escala intermedia; entre los tipos E0 y S0, Martha Liller las denominó galaxias ES en 1966.
Las galaxias lenticulares y espirales, en conjunto, a menudo se denominan galaxias de disco . La relación de flujo entre bulbo y disco en las galaxias lenticulares puede adoptar una variedad de valores, tal como ocurre con cada uno de los tipos morfológicos de galaxias espirales (Sa, Sb, etc.). [13]
Ejemplos de galaxias lenticulares: M85 , M86 , NGC 1316 , NGC 2787 , NGC 5866 , Centaurus A.
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 (normalmente de dos brazos) , y una concentración central de estrellas conocida como bulbo . También se observa que aproximadamente la mitad de todas las espirales tienen una estructura similar a una barra, con la barra extendiéndose desde el bulto central y los brazos comenzando 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, que reciben el símbolo SB. Ambos tipos de espirales se subdividen según 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:
Hubble describió originalmente tres clases de galaxias espirales. Gérard de Vaucouleurs [14] amplió esto para incluir una cuarta clase:
Aunque forma parte estrictamente del sistema de clasificación de Vaucouleurs , la clase Sd a menudo se incluye en la secuencia de Hubble. Los tipos de espirales básicos 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 añadiendo 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 generalmente se clasifica como Sc o SBc, [15], lo que la convierte en una espiral barrada con brazos bien definidos.
Ejemplos de galaxias espirales regulares: ( visualmente ) M31 (Galaxia de Andrómeda), M74 , M81 , M104 (Galaxia del Sombrero), M51a (Galaxia del Remolino), NGC 300 , NGC 772 .
Ejemplos de galaxias espirales barradas: M91 , M95 , NGC 1097 , NGC 1300 , NGC1672 , NGC 2536 , NGC 2903 .
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: [16]
En su ampliación 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 tenue estructura espiral [17] en la 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 espiral (a ellas se les asigna el símbolo Sm) y aquellas que no tienen una estructura obvia, como la Pequeña Nube de Magallanes (denominada Soy). En la secuencia extendida de Hubble, los irregulares de Magallanes generalmente se colocan al final de la rama espiral del diapasón de Hubble.
Ejemplos de galaxias irregulares: M82 , NGC 1427A , Gran Nube de Magallanes , Pequeña Nube de Magallanes .
Las galaxias elípticas y lenticulares se denominan comúnmente en conjunto galaxias de "tipo temprano", mientras que las galaxias espirales e irregulares se denominan "tipos tardíos". Esta nomenclatura es la fuente de la creencia común, [18] pero errónea, de que la secuencia de Hubble pretendía reflejar una supuesta secuencia evolutiva, desde galaxias elípticas hasta espirales regulares o barradas , pasando por lenticulares . De hecho, Hubble dejó 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 bajo su propio riesgo. Toda la clasificación es puramente empírica y sin perjuicio de las teorías de la evolución... [3]
El panorama evolutivo parece reforzarse 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 por poblaciones estelares viejas. De hecho, la evidencia actual sugiere lo contrario: el Universo temprano parece estar dominado por galaxias espirales e irregulares. En la imagen actual de la formación de galaxias , las elípticas actuales se formaron como resultado de fusiones entre estos bloques de construcción anteriores; Si bien algunas galaxias lenticulares pueden haberse formado de esta manera, otras pueden haber acumulado sus discos alrededor de esferoides preexistentes. [19] [ cita completa necesaria ] Algunas galaxias lenticulares también pueden ser galaxias espirales evolucionadas, cuyo gas ha sido eliminado sin dejar combustible para la formación continua de estrellas, [20] aunque la galaxia LEDA 2108986 abre el debate sobre esto.
Una crítica común al esquema de Hubble es que los criterios para asignar galaxias a clases son subjetivos, lo que lleva a que diferentes observadores asignen galaxias a diferentes clases (aunque los observadores experimentados generalmente coinciden en menos de un solo tipo de Hubble). [21] [22] [ cita completa necesaria ] Aunque no es realmente una deficiencia, desde el Atlas de galaxias de Hubble de 1961 , [23] el criterio principal utilizado para asignar el tipo morfológico (a, b, c, etc.) ha sido el naturaleza de los brazos espirales, en lugar de la relación de flujo entre abultamiento y disco y, por lo tanto, existe un rango de relaciones de flujo para cada tipo morfológico, [23] [ cita completa necesaria ] [24] [ cita completa necesaria ] [ cita completa necesaria ] [25] [ cita completa necesaria ] como ocurre con las galaxias lenticulares.
Otra crítica al esquema de clasificación de Hubble es que, al basarse en la apariencia de una galaxia en una imagen bidimensional, las clases sólo 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 la viera de canto, en lugar de hacerlo de frente o desde un punto de vista "de costado". Como tal, la secuencia de tipo temprano está mal representada: las galaxias ES faltan en la secuencia de Hubble, y las galaxias E5-E7 son en realidad galaxias S0. Además, las galaxias barradas ES y S0 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. [26]
En junio de 2019, los científicos ciudadanos del proyecto Galaxy Zoo argumentaron que la clasificación habitual de Hubble, en particular en lo que respecta a las galaxias espirales , puede no estar respaldada por pruebas. En consecuencia, es posible que sea necesario revisar el plan. [27] [28]
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