Morphologische Klassifizierung der Galaxien - Galaxy morphological classification

Stimmgabelartiges Diagramm der Hubble-Sequenz

Die morphologische Klassifizierung von Galaxien ist ein System, das von Astronomen verwendet wird , um Galaxien basierend auf ihrem visuellen Erscheinungsbild in Gruppen einzuteilen . Es gibt mehrere Schemata, nach denen Galaxien nach ihrer Morphologie klassifiziert werden können, das bekannteste ist die Hubble-Sequenz , die von Edwin Hubble entwickelt und später von Gérard de Vaucouleurs und Allan Sandage erweitert wurde . Die Klassifizierung und Morphologie von Galaxien erfolgt jedoch heute weitgehend mithilfe von Computermethoden und physikalischer Morphologie.

Hubble-Sequenz

Die Spiralgalaxie UGC 12591 wird als S0/Sa-Galaxie klassifiziert.

Die Hubble-Sequenz ist ein morphologisches Klassifikationsschema für Galaxien, das 1926 von Edwin Hubble erfunden wurde . Sie wird umgangssprachlich oft als "Hubble-Stimmgabel" bezeichnet, wegen der Form, in der sie traditionell dargestellt wird. Hubbles Schema teilt Galaxien in drei große Klassen ein, basierend auf ihrem visuellen Erscheinungsbild (ursprünglich auf fotografischen Platten ):

  • Elliptische Galaxien haben glatte, strukturlose Lichtverteilungen und erscheinen in Bildern als Ellipsen. Sie werden mit dem Buchstaben "E" gekennzeichnet, gefolgt von einer ganzen Zahl n, die ihren Elliptizitätsgrad am Himmel darstellt. Die spezifische Elliptizitätsbewertung hängt vom Verhältnis der Hauptachse (a) zu Nebenachse (b) ab, also:
  • Spiralgalaxien bestehen aus einer abgeflachten Scheibe mit Sternen, die eine (normalerweise zweiarmige) Spiralstruktur bilden, und einer zentralen Ansammlung von Sternen, die als Bulge bekannt ist und einer elliptischen Galaxie ähnelt . Sie erhalten das Symbol "S". Etwa die Hälfte aller Spiralen weist auch eine stabförmige Struktur auf, die sich von der zentralen Ausbuchtung aus erstreckt. Diese Balkenspiralen erhalten das Symbol "SB".
  • Linsenförmige Galaxien (bezeichnet mit S0) bestehen ebenfalls aus einer hellen zentralen Ausbuchtung, die von einer ausgedehnten, scheibenförmigen Struktur umgeben ist, aber im Gegensatz zu Spiralgalaxien haben die Scheiben von Linsengalaxien keine sichtbare Spiralstruktur und bilden keine nennenswerten Mengen aktiv Sterne. "Lentikulare Galaxien" . cas.sdss.org . Abgerufen am 06.02.2019 .</ref>
Die Hubble-Sequenz durch die Geschichte des Universums.

Diese breiten Klassen können erweitert werden, um eine feinere Unterscheidung des Aussehens zu ermöglichen und andere Arten von Galaxien zu umfassen, wie beispielsweise irreguläre Galaxien , die keine offensichtliche regelmäßige Struktur (entweder scheibenförmig oder ellipsoid) aufweisen.

Die Hubble-Sequenz wird oft in Form einer zweizinkigen Gabel dargestellt, wobei die Ellipsen links (mit zunehmendem Elliptizitätsgrad von links nach rechts) und die vergitterten und unverriegelten Spiralen die beiden parallelen Zinken der Gabel bilden. Linsenförmige Galaxien werden zwischen den Ellipsen und den Spiralen platziert, an der Stelle, wo die beiden Zinken auf den „Griff“ treffen.

Bis heute ist die Hubble-Sequenz das am häufigsten verwendete System zur Klassifizierung von Galaxien, sowohl in der professionellen astronomischen Forschung als auch in der Amateurastronomie . Dennoch berichteten Citizen Scientists im Juni 2019 über den Galaxy Zoo , dass die übliche Hubble-Klassifizierung , insbesondere in Bezug auf Spiralgalaxien , möglicherweise nicht unterstützt wird und möglicherweise aktualisiert werden muss.

De Vaucoueurs-System

Hubble - de Vaucouleurs-Galaxie-Morphologiediagramm
Galaxie morphologie.jpg
NGC 6782 : eine Spiralgalaxie (Typ SB(r)0/a) mit drei Ringen unterschiedlicher Radien sowie einem Balken.
NGC 7793 : eine Spiralgalaxie vom Typ SA(s)d.
Die Große Magellansche Wolke : eine Galaxie vom Typ SBm.

Das de Vaucouleurs-System zur Klassifizierung von Galaxien ist eine weit verbreitete Erweiterung der Hubble-Sequenz , die erstmals 1959 von Gérard de Vaucouleurs beschrieben wurde. De Vaucouleurs argumentierte, dass Hubbles zweidimensionale Klassifizierung von Spiralgalaxien —basierend auf der Enge der Spiralarme und der Präsenz oder das Fehlen eines Balkens – beschreibt nicht die gesamte Bandbreite der beobachteten Galaxienmorphologien. Insbesondere argumentierte er, dass Ringe und Linsen wichtige strukturelle Komponenten von Spiralgalaxien sind.

Das de Vaucouleurs-System behält Hubbles grundlegende Aufteilung der Galaxien in elliptische , linsenförmige , spiralförmige und unregelmäßige Galaxien bei . Um Hubbles Schema zu ergänzen, führte de Vaucouleurs ein ausgeklügelteres Klassifizierungssystem für Spiralgalaxien ein, das auf drei morphologischen Merkmalen basiert:

  • Riegel. Galaxien werden auf der Grundlage des Vorhandenseins oder Fehlens eines nuklearen Balkens unterteilt. De Vaucouleurs führte die Notation SA ein, um Spiralgalaxien ohne Balken zu bezeichnen, und ergänzte damit Hubbles Verwendung von SB für Balkenspiralen. Er erlaubte auch eine Zwischenklasse, die als SAB bezeichnet wird und schwach vergitterte Spiralen enthält. Linsenförmige Galaxien werden auch als unbarred (SA0) oder barred (SB0) klassifiziert. Sicht).
  • Ringe. Galaxien werden in solche mit ringähnlichen Strukturen (bezeichnet als '(r)') und solche ohne Ringe (bezeichnet als '(s)') unterteilt. Sogenannte Übergangsgalaxien erhalten das Symbol (rs).
  • Spiralarme. Wie in Hubbles ursprünglichem Schema werden Spiralgalaxien einer Klasse zugeordnet, die hauptsächlich auf der Enge ihrer Spiralarme basiert. Das de Vaucouleurs-Schema erweitert die Arme von Hubbles Stimmgabel um mehrere zusätzliche Spiralklassen:
    • Sd (SBd) - diffuse, gebrochene Arme aus einzelnen Sternhaufen und Nebeln; sehr schwache zentrale Ausbuchtung
    • Sm (SBm) - unregelmäßiges Aussehen; keine Wölbungskomponente
    • Im - stark unregelmäßige Galaxie
    Die meisten Galaxien dieser drei Klassen wurden in Hubbles ursprünglichem Schema als Irr I klassifiziert. Darüber hinaus enthält die Sd-Klasse einige Galaxien aus Hubbles Sc-Klasse. Galaxien der Klassen Sm und Im werden nach den Magellanschen Wolken als „magellanische“ Spiralen bzw. Unregelmäßigkeiten bezeichnet . Die Große Magellansche Wolke ist vom Typ SBm, während die Kleine Magellansche Wolke eine unregelmäßige (Im) ist.

Die verschiedenen Elemente des Klassifikationsschemas werden – in der Reihenfolge, in der sie aufgelistet sind – kombiniert, um die vollständige Klassifikation einer Galaxie zu ergeben. Beispielsweise wird eine schwach vergitterte Spiralgalaxie mit locker gewundenen Armen und einem Ring als SAB(r)c bezeichnet.

Optisch kann das de Vaucouleurs - System als dargestellt wird dreidimensionale Version des Hubble-Stimmgabel, mit Stufe (spiralness) auf der x - Achse, Familie (barredness) auf der y - Achse, und die Vielfalt (ringedness) auf der z - Achse.

Numerische Hubble-Stufe

De Vaucouleurs ordnete in seinem Schema auch jeder Galaxienklasse numerische Werte zu. Die Werte des numerischen Hubble-Stadiums T reichen von -6 bis +10, wobei negative Zahlen frühen Galaxien (elliptische und lentikuläre Galaxien) und positive Zahlen späten Typen (Spiralen und unregelmäßigen Galaxien) entsprechen. Als grobe Regel entsprechen daher niedrigere Werte von T einem größeren Anteil der stellaren Masse, die in einem Sphäroid/einer Ausbuchtung relativ zur Scheibe enthalten ist. Die ungefähre Abbildung zwischen dem Sphäroid-zu-Gesamt-Sternmassenverhältnis (M B /M T ) und der Hubble-Stufe ist M B /M T = (10-T) 2 /256 basierend auf lokalen Galaxien.

Elliptische Galaxien werden in drei „Stadien“ eingeteilt: kompakte elliptische Galaxien (cE), normale elliptische Galaxien (E) und späte Galaxien (E + ). Lentikulare werden in ähnlicher Weise in frühe (S ), mittlere (S 0 ) und späte (S + ) Typen unterteilt. Irreguläre Galaxien können vom Typ magellanischer irregulärer ( T = 10) oder 'kompakter' ( T = 11 ) sein.

Numerische Hubble-Stufe
Hubble-Stufe T -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
de Vaucoueurs-Klasse cE E E + S0 S0 0 S0 + S0/a Sa Sab Sb Sbc SC Scd Sd Sdm Sm Ich bin
ungefähre Hubble-Klasse E S0 S0/a Sa Sa-b Sb Sb-c SC Sc-Irr Irr ich

Die Verwendung numerischer Stufen ermöglicht quantitativere Studien der Galaxienmorphologie.

Yerkes (oder Morgan) Schema

Das Yerkes-Schema wurde vom amerikanischen Astronomen William Wilson Morgan entwickelt . Zusammen mit Philip Keenan entwickelte Morgan auch das MK-System zur Klassifizierung von Sternen anhand ihrer Spektren. Das Yerkes-Schema verwendet die Spektren von Sternen in der Galaxie; die Form, real und offensichtlich; und der Grad der zentralen Konzentration, um Galaxien zu klassifizieren.

Spektraltyp Erläuterung
ein Prominente A-Sterne
af Prominente AF-Sterne
F Prominente F-Sterne
fg Prominente F–G-Sterne
g Prominente G-Sterne
gk Prominente G–K-Stars
k Prominente K-Sterne
Galaktische Form Erläuterung
B Gitterspirale
D Rotationssymmetrie ohne ausgeprägte spiralförmige oder elliptische Struktur
E Elliptisch
EP Ellipsentrainer mit Staubaufnahme
ich Irregulär
L Geringe Oberflächenhelligkeit
n Kleiner heller Kern
S Spiral
Neigung Erläuterung
1 Galaxy ist "face-on"
2
3
4
5
6
7 Galaxy ist "edge-on"

So wird beispielsweise das Andromeda Galaxy als kS5 eingestuft.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Ein bemerkenswerter galaktischer Hybrid" . www.spacetelescope.org . Abgerufen am 27. Februar 2017 .
  2. ^ Hubble, EP (1926). „Extragalaktische Nebel“. Beiträge des Mount Wilson Observatory / Carnegie Institution of Washington . 324 : 1–49. Bibcode : 1926CMWCI.324....1H .
  3. ^ Hubble, EP (1936). Das Reich der Nebel . New Haven: Yale University Press . LCCN  36018182 .
  4. ^ a b information@eso.org. "Die Hubble-Stimmgabel - Klassifizierung der Galaxien" . www.spacetelescope.org . Abgerufen am 06.02.2019 .
  5. ^ Binney, James (1998). Galaktische Astronomie . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02565-0.
  6. ^ "Elliptische Galaxie" . COSMOS – Die SAO-Enzyklopädie der Astronomie . Abgerufen 2020-09-19 .
  7. ^ "Hubble erforscht die Ursprünge moderner Galaxien" . ESA/Hubble-Pressemitteilung . Abgerufen am 20.08.2013 .
  8. ^ "Galaxien" . www.jb.man.ac.uk . Abgerufen am 06.02.2019 .
  9. ^ Iafrate, G. "THE HUBBLE SEQUENCE" (PDF) . uni-heidelberg.de . Abgerufen am 06.02.2019 .
  10. ^ Königliche Astronomische Gesellschaft (11. Juni 2019). "Bürgerwissenschaftler stimmen Hubbles Galaxienklassifizierung neu ab" . EurekAlert! . Abgerufen am 11. Juni 2019 .
  11. ^ Meister, Karen L.; et al. (30. April 2019). „Galaxy Zoo: Das Windungsproblem lösen – Beobachtungen der Prominenz der Spiralwölbung und der Armneigungswinkel deuten darauf hin, dass sich lokale Spiralgalaxien winden“ . Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society . 487 (2): 1808-1820. arXiv : 1904.11436 . Bibcode : 2019MNRAS.487.1808M . doi : 10.1093/mnras/stz1153 . Abgerufen am 12. Juni 2019 .
  12. ^ De Vaucouleurs, G. (1959). „Klassifikation und Morphologie externer Galaxien“. Handbuch der Physik . Handbuch der Physik / Encyclopedia of Physics. 53 : 275–310. Bibcode : 1959HDP....53..275D . doi : 10.1007/978-3-642-45932-0_7 . ISBN 978-3-642-45934-4.
  13. ^ Binney, J .; Merrifield, M. (1998). Galaktische Astronomie . Princeton: Princeton University Press . ISBN 978-0-691-02565-0.
  14. ^ "Galaxie - Arten von Galaxien" . Encyclopedia Britannica . Abgerufen am 06.02.2019 .
  15. ^ a b de Vaucouleurs, Gérard (April 1963). „Überarbeitete Klassifizierung von 1500 hellen Galaxien“. Ergänzung zum Astrophysikalischen Journal . 8 : 31. Bibcode : 1963ApJS....8...31D . doi : 10.1086/190084 .
  16. ^ a b De Vaucouleurs, G. (1994). "Globale physikalische Parameter von Galaxien" ( PostScript ) . Abgerufen 2008-01-02 . Cite Journal erfordert |journal=( Hilfe )
  17. ^ "Qualitative und quantitative Klassifikationen von Galaxien" . ned.ipac.caltech.edu . Abgerufen am 06.02.2019 .
  18. ^ Obreschkow, D.; Croton, D.; De Lucia, G.; Khochfar, S.; Rawlings, S. (2009). „Simulation der kosmischen Evolution von atomarem und molekularem Wasserstoff in Galaxien“. Das Astrophysikalische Journal . 698 (2). Gleichung (18). arXiv : 0904.2221 . Bibcode : 2009ApJ...698.1467O . doi : 10.1088/0004-637X/698/2/1467 .
  19. ^ Binney, J.; Merrifield, M. (1998). Galaktische Astronomie . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02565-0.
  20. ^ "Die Yerkes-Klassifikation" . ned.ipac.caltech.edu . Abgerufen am 06.02.2019 .
  21. ^ Liebling, David. "Galaxie-Klassifizierung" . www.daviddarling.info . Abgerufen am 06.02.2019 .

Externe Links