Clasificación morfológica de las galaxias

Sistema para categorizar galaxias según su apariencia

Diagrama de la secuencia de Hubble en forma de diapasón

La clasificación morfológica de las galaxias es un sistema utilizado por los astrónomos para dividir las galaxias en grupos según su apariencia visual. Existen varios esquemas en uso mediante los cuales se pueden clasificar las galaxias según sus morfologías, siendo el más famoso la secuencia de Hubble , ideada por Edwin Hubble y luego ampliada por Gérard de Vaucouleurs y Allan Sandage . Sin embargo, la clasificación y morfología de las galaxias ahora se realizan en gran medida utilizando métodos computacionales y morfología física.

Secuencia de Hubble

La galaxia espiral UGC 12591 está clasificada como una galaxia S0/Sa. ^[1]

La secuencia de Hubble es un esquema de clasificación morfológica de galaxias inventado por Edwin Hubble en 1926. ^{[2] [3]} A menudo se la conoce coloquialmente como el “diapasón de Hubble” debido a la forma en la que se representa tradicionalmente. El esquema de Hubble divide las galaxias en tres grandes clases según su apariencia visual (originalmente en placas fotográficas ): ^[4]

• Las galaxias elípticas tienen distribuciones de luz uniformes y sin rasgos distintivos y aparecen como elipses en las imágenes. Se denotan con la letra "E", seguida de un número entero n que representa su grado de elipticidad en el cielo. ^[5] La calificación de elipticidad específica depende de la relación entre los ejes mayor (a) y menor (b), por lo tanto: ^[6]

${\displaystyle E=10\times \left(1-{\frac {b}{a}}\right)}$

• Las galaxias espirales consisten en un disco aplanado, con estrellas que forman una estructura espiral (generalmente de dos brazos) , y una concentración central de estrellas conocida como bulbo , que es similar en apariencia a una galaxia elíptica. Se les da el símbolo "S". Aproximadamente la mitad de todas las espirales también tienen una estructura similar a una barra, que se extiende desde el bulbo central. Estas espirales barradas se les da el símbolo "SB".
• Las galaxias lenticulares (designadas S0) también consisten en un bulbo central brillante rodeado por una estructura extendida similar a un disco pero, 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 ninguna cantidad significativa. ^[7]

La secuencia de Hubble a lo largo de la historia del universo ^[8]

Estas clases amplias se pueden ampliar para permitir distinciones más precisas de apariencia y abarcar otros tipos de galaxias, como las galaxias irregulares , que no tienen una estructura regular obvia (ya sea en forma de disco o elipsoidal). ^[4]

La secuencia de Hubble se representa a menudo en forma de una horquilla de dos puntas, con las elípticas a la izquierda (con el grado de elipticidad aumentando de izquierda a derecha) y las espirales barradas y no barradas formando las dos puntas paralelas de la horquilla a la derecha. Las galaxias lenticulares se colocan entre las elípticas y las espirales, en el punto donde las dos puntas se encuentran con el “mango”. ^[9]

Hasta el día de hoy, la secuencia de Hubble es el sistema más utilizado para clasificar galaxias, tanto en la investigación astronómica profesional como en la astronomía amateur . ^[10] No obstante, en junio de 2019, los científicos ciudadanos a través de Galaxy Zoo informaron que la clasificación habitual de Hubble , particularmente en lo que respecta a las galaxias espirales , puede no ser compatible y puede necesitar una actualización. ^{[11] [12]}

El sistema de los Vaucouleurs

Hubble – Diagrama de morfología de la galaxia de Vaucouleurs

NGC 6782 : una galaxia espiral (tipo SB(r)0/a) con tres anillos de diferentes radios, así como una barra.

NGC 7793 : una galaxia espiral de tipo SA(s)d.

La Gran Nube de Magallanes : una galaxia tipo SBm.

El sistema de Vaucouleurs para clasificar galaxias es una extensión ampliamente utilizada de la secuencia de Hubble , descrita por primera vez por Gérard de Vaucouleurs en 1959. ^[13] De Vaucouleurs argumentó que la clasificación bidimensional de Hubble de las galaxias espirales —basada en la estrechez de los brazos espirales y la presencia o ausencia de una barra— no describía adecuadamente la gama completa de morfologías de galaxias observadas. En particular, argumentó que los anillos y las lentes son componentes estructurales importantes de las galaxias espirales. ^[14]

El sistema de Vaucouleurs conserva la división básica de Hubble de las galaxias en elípticas , lenticulares , espirales e irregulares . Para complementar el esquema de Hubble, de Vaucouleurs introdujo un sistema de clasificación más elaborado para las galaxias espirales, basado en tres características morfológicas: ^[15]

• Barras. Las galaxias se dividen en función de la presencia o ausencia de una barra nuclear. De Vaucouleurs introdujo la notación SA para denotar las galaxias espirales sin barras, complementando el uso de SB por parte de Hubble para las espirales barradas. También admitió una clase intermedia, denominada SAB, que contiene espirales barradas débiles. ^[16] Las galaxias lenticulares también se clasifican como no barradas (SA0) o barradas (SB0), y la notación S0 se reserva para aquellas galaxias para las que es imposible determinar si hay una barra o no (normalmente porque están de canto respecto de la línea de visión).
• Anillos. Las galaxias se dividen en aquellas que poseen estructuras similares a anillos (denotadas '(r)') y aquellas que no tienen anillos (denotadas '(s)'). Las llamadas galaxias 'de transición' reciben el símbolo (rs). ^[16]
• Brazos espirales. Al igual que en el esquema original de Hubble, las galaxias espirales se asignan a una clase basándose principalmente en la estrechez de sus brazos espirales. El esquema de De Vaucouleurs extiende los brazos del diapasón de Hubble para incluir varias clases espirales adicionales:
  • Sd (SBd): brazos difusos y rotos formados por cúmulos estelares y nebulosas individuales; abultamiento central muy tenue
  • Sm (SBm): de apariencia irregular; sin componente abultado
  • Im – galaxia altamente irregular
  La mayoría de las galaxias de estas tres clases se clasificaron como Irr I en el esquema original de Hubble. Además, la clase Sd contiene algunas galaxias de la clase Sc de Hubble. Las galaxias de las clases Sm e Im se denominan espirales e irregulares “magallánicas” , respectivamente, en honor a las Nubes de Magallanes . La Gran Nube de Magallanes es del tipo SBm, mientras que la Pequeña Nube de Magallanes es irregular (Im).

Los diferentes elementos del esquema de clasificación se combinan (en el orden en que aparecen enumerados) para obtener la clasificación completa de una galaxia. Por ejemplo, una galaxia espiral débilmente barrada con brazos sueltos y un anillo se denomina SAB(r)c.

Visualmente, el sistema de Vaucouleurs puede representarse como una versión tridimensional del diapasón de Hubble, con la etapa (espiralidad) en el eje x , la familia (barreamiento) en el eje y , y la variedad (anillo) en el eje z . ^[17]

Etapa numérica del Hubble

De Vaucouleurs también asignó valores numéricos a cada clase de galaxia en su esquema. Los valores de la etapa numérica T de Hubble van de −6 a +10, con números negativos que corresponden a galaxias de tipo temprano (elípticas y lenticulares) y números positivos a tipos tardíos (espirales e irregulares). ^[18] Por lo tanto, como regla general, los valores más bajos de T corresponden a una fracción mayor de la masa estelar contenida en un esferoide/bulbo en relación con el disco. La correspondencia aproximada entre la relación de masa estelar total y esferoide (M _B /M _T ) y la etapa de Hubble es M _B /M _T =(10−T) ² /256 basada en galaxias locales. ^[19]

Las galaxias elípticas se dividen en tres 'etapas': elípticas compactas (cE), elípticas normales (E) y tipos tardíos (E ⁺ ). Las lenticulares se subdividen de forma similar en tipos tempranos (S− ⁾ , intermedios (S0 ⁾ y tardíos (S ⁺ ). Las galaxias irregulares pueden ser de tipo irregulares magallánicas ( T = 10) o 'compactas' ( T = 11).

El uso de etapas numéricas permite realizar estudios más cuantitativos de la morfología de las galaxias.

El plan de Yerkes (o Morgan)

El esquema de Yerkes fue creado por el astrónomo estadounidense William Wilson Morgan . Junto con Philip Keenan , Morgan también desarrolló el sistema MK para la clasificación de estrellas a través de sus espectros. El esquema de Yerkes utiliza los espectros de las estrellas en la galaxia; la forma, real y aparente; y el grado de concentración central para clasificar las galaxias. ^[21]

Así, por ejemplo, la galaxia de Andrómeda está clasificada como kS5. ^[22]

Véase también

• Catálogo morfológico de galaxias  : catálogo ruso de 30.642 galaxias
• Diagrama de color y magnitud de galaxias  : gráfico que representa la relación entre el brillo y la masa de los grandes sistemas estelares
• Galaxy Zoo  : un proyecto astronómico colaborativo
• William Wilson Morgan  – astrónomo estadounidense
• Fritz Zwicky  – astrónomo suizo (1898–1974)

Referencias

1. "Un híbrido galáctico extraordinario". www.spacetelescope.org . Consultado el 27 de febrero de 2017 .
2. Hubble, EP (1926). "Nebulosas extragalácticas". Contribuciones del Observatorio del Monte Wilson / Carnegie Institution de Washington . 324 : 1–49. Código Bibliográfico :1926CMWCI.324....1H.
3. Hubble, EP (1936). El reino de las nebulosas. New Haven: Yale University Press . LCCN  36018182.
4. "El diapasón de Hubble: clasificación de galaxias". www.spacetelescope.org . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
5. Binney, James (1998). Astronomía galáctica . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02565-0.
6. "Galaxia elíptica". COSMOS – La enciclopedia de astronomía de SAO . Consultado el 19 de septiembre de 2020 .
7. "Galaxias lenticulares". cas.sdss.org . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
8. "Hubble explora los orígenes de las galaxias modernas". Nota de prensa de la ESA/Hubble . Consultado el 20 de agosto de 2013 .
9. "Galaxias". www.jb.man.ac.uk . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
10. Iafrate, G. "LA SECUENCIA DE HUBBLE" (PDF) . uni-heidelberg.de . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
11. Royal Astronomical Society (11 de junio de 2019). «Los científicos ciudadanos reajustan la clasificación de galaxias del Hubble». EurekAlert! . Consultado el 11 de junio de 2019 .
12. Masters, Karen L.; et al. (30 de abril de 2019). "Galaxy Zoo: desenrollando el problema del enrollamiento: las observaciones de la prominencia del bulbo espiral y los ángulos de inclinación de los brazos sugieren que las galaxias espirales locales están enrollándose". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 487 (2): 1808–1820. arXiv : 1904.11436 . Bibcode :2019MNRAS.487.1808M. doi : 10.1093/mnras/stz1153 . Consultado el 12 de junio de 2019 .
13. De Vaucouleurs, G. (1959). "Clasificación y Morfología de Galaxias Externas". Astrofísica IV: Sternsysteme / Astrofísica IV: Sistemas estelares . Handbuch der Physik / Enciclopedia de Física. vol. 53, págs. 275–310. Código Bib : 1959HDP....53..275D. doi :10.1007/978-3-642-45932-0_7. ISBN 978-3-642-45934-4. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
14. Binney, J .; Merrifield, M. (1998). Astronomía galáctica . Princeton: Princeton University Press . ISBN 978-0-691-02565-0.
15. "Galaxia – Tipos de galaxias". Enciclopedia Británica . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
16. de Vaucouleurs, Gérard (abril de 1963). "Clasificación revisada de 1500 galaxias brillantes". Suplemento de revista astrofísica . 8 : 31. Código Bib : 1963ApJS....8...31D. doi :10.1086/190084.
17. De Vaucouleurs, G. (1994). "Parámetros físicos globales de las galaxias". Actas del taller "Cuantificación de la morfología de las galaxias en un alto corrimiento al rojo", celebrado en el Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, del 27 al 29 de abril de 1994. Archivado desde el original ( PostScript ) el 2018-08-17 . Consultado el 2008-01-02 .
18. "Clasificaciones cualitativas y cuantitativas de galaxias". ned.ipac.caltech.edu . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
19. Obreschkow, D.; Croton, D.; De Lucia, G.; Khochfar, S.; Rawlings, S. (2009). "Simulación de la evolución cósmica del hidrógeno atómico y molecular en galaxias". The Astrophysical Journal . 698 (2). Ecuación (18). arXiv : 0904.2221 . Código Bibliográfico :2009ApJ...698.1467O. doi :10.1088/0004-637X/698/2/1467. S2CID  204925243.
20. Binney, J.; Merrifield, M. (1998). Astronomía galáctica . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02565-0.
21. "La clasificación de Yerkes". ned.ipac.caltech.edu . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
22. Darling, David. "Clasificación de galaxias". www.daviddarling.info . Consultado el 6 de febrero de 2019 .

Enlaces externos

• Las galaxias y el universo: una introducción a la clasificación de las galaxias
• Atlas de morfología de galaxias en el infrarrojo cercano, TH Jarrett
• El sondeo de galaxias cercanas en el infrarrojo de Spitzer (Sings) El diapasón del Hubble, SINGS Proyecto de legado científico del telescopio espacial Spitzer
• Visita GalaxyZoo.org para intentar clasificar galaxias como parte de un proyecto comunitario abierto de la Universidad de Oxford.