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 cuatro clases principales de galaxias descritas por Edwin Hubble en su secuencia de Hubble y en su 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 antiguas, de baja masa , con un medio interestelar escaso , y tienden a estar rodeadas por un gran número de cúmulos globulares . La actividad de formación de estrellas en galaxias elípticas suele ser mínima; Sin embargo, pueden sufrir breves períodos de formación estelar cuando se fusionan con otras galaxias. [5] Se cree que las galaxias elípticas constituyen aproximadamente entre el 10% y el 15% de las galaxias en el Supercúmulo de Virgo , y no son el tipo dominante de galaxia en el universo en general. [6] Se encuentran preferentemente cerca de los centros de los cúmulos de galaxias . [7]
Las galaxias elípticas varían en tamaño desde elípticas enanas con decenas de millones de estrellas hasta supergigantes de más de cien billones de estrellas que dominan sus cúmulos de galaxias. Originalmente, Edwin Hubble planteó la hipótesis de que las galaxias elípticas evolucionaban hasta convertirse en galaxias espirales, lo que más tarde se descubrió que era falso, [8] aunque la acumulación de gas y galaxias más pequeñas puede formar un disco alrededor de una estructura elipsoidal preexistente. [9] [10] Las estrellas que se encuentran dentro de galaxias elípticas son, en promedio, mucho más antiguas que las estrellas que se encuentran en galaxias espirales. [8]
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 formadores de estrellas. Además, hay muy poca materia interestelar (ni gas ni polvo), lo que resulta en bajas tasas de formación estelar , pocos cúmulos estelares abiertos y pocas estrellas jóvenes; Las galaxias más bien elípticas están dominadas por poblaciones de estrellas antiguas , lo que les da colores rojos. Las grandes galaxias elípticas suelen tener un extenso sistema de cúmulos globulares . Generalmente tienen dos poblaciones distintas de cúmulos globulares: uno más rojo y rico en metales, y otro más azul y pobre en metales. [14]
Las propiedades dinámicas de las galaxias elípticas y los abultamientos de las galaxias de disco son similares, lo que sugiere que pueden formarse mediante los mismos procesos físicos, aunque esto sigue siendo controvertido. Los perfiles de luminosidad tanto de las galaxias elípticas como de los bulbos se ajustan bien a la ley de Sersic , y una variedad de relaciones de escala entre los parámetros estructurales de las galaxias elípticas unifican la población. [15]
Cada galaxia elíptica masiva contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Las observaciones de 46 galaxias elípticas, 20 bulbos clásicos y 22 pseudobultos muestran que cada una contiene un agujero negro en el centro. [16] La masa del agujero negro está estrechamente correlacionada con la masa de la galaxia, [17] evidenciado a través de correlaciones como la relación M-sigma que relaciona la dispersión de velocidades de las estrellas circundantes con la masa del agujero negro en el centro.
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 se encuentran en órbitas un tanto aleatorias alrededor del centro.
Las galaxias más grandes son elípticas supergigantes o galaxias de tipo CD . Las galaxias elípticas varían mucho tanto en tamaño como en masa, con diámetros que van desde 3.000 años luz a más de 700.000 años luz, y masas desde 10 5 hasta casi 10 13 masas solares. [18] 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. Es posible que la mayoría de estas pequeñas galaxias no estén 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 isófotas de la galaxia :
Así, para una galaxia esférica con a igual a b , el número es 0 y el tipo de Hubble es E0. Si bien el límite en la literatura es aproximadamente E7, se sabe desde 1966 [2] que las galaxias E4 a E7 son galaxias lenticulares mal clasificadas con discos inclinados en diferentes ángulos con respecto a nuestra línea de visión. Esto ha sido confirmado mediante observaciones espectrales que revelan la rotación de sus discos estelares. [20] [21] 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 son en realidad alargadas.
A veces se dice que hay dos tipos físicos de elípticas: las elípticas gigantes con isófotas 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 "disquesas" , que contienen discos. [22] [23] Esto es, sin embargo, 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 desde E hasta ES, y hacia las galaxias S0 con sus discos estelares de gran escala que dominan la luz en radios grandes.
Las galaxias enanas esferoidales parecen ser una clase distinta: sus propiedades son más similares a las de las galaxias irregulares y de tipo espiral tardía.
En el extremo amplio del espectro elíptico hay una mayor división, más allá de la clasificación de Hubble. Más allá de las elípticas gigantes gE , se encuentran las galaxias D y las galaxias cD . 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.
En los últimos años, la evidencia ha demostrado que una proporción razonable (~25%) de galaxias de tipo temprano (E, ES y S0) tienen depósitos de gas residual [24] y formación estelar de bajo nivel. [25]
Los investigadores del Observatorio Espacial Herschel han especulado que los agujeros negros centrales en las galaxias elípticas impiden que el gas se enfríe lo suficiente para la formación de estrellas. [26]
