galaxia elíptica -Elliptical galaxy

La galaxia elíptica gigante ESO 325-G004

Una galaxia elíptica es un tipo de galaxia con una forma aproximadamente elipsoidal y una imagen suave, casi sin rasgos distintivos. Son una de las cuatro clases principales de galaxias descritas por Edwin Hubble en su secuencia de Hubble y el trabajo de 1936 The Realm of the Nebulae , 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 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 y de baja masa , con un medio interestelar escaso y una mínima actividad de formación estelar , y tienden a estar rodeadas por un gran número de cúmulos globulares . Se cree que las galaxias elípticas constituyen aproximadamente el 10-15% de las galaxias en el supercúmulo de Virgo , y no son el tipo dominante de galaxia en el universo en general. Se encuentran preferentemente cerca de los centros de los cúmulos de galaxias .

Las galaxias elípticas varían en tamaño desde elípticas enanas con decenas de millones de estrellas hasta supergigantes con más de cien billones de estrellas que dominan sus cúmulos de galaxias. Originalmente, Edwin Hubble planteó la hipótesis de que las galaxias elípticas evolucionaron a galaxias espirales , lo que luego se descubrió que era falso, aunque la acumulación de gas y galaxias más pequeñas puede formar un disco alrededor de una estructura elipsoidal preexistente. Las estrellas que se encuentran dentro de las galaxias elípticas son, en promedio, mucho más antiguas que las estrellas que se encuentran en las galaxias espirales.

Ejemplos

Características generales

Galaxia elíptica IC 2006 .

Las galaxias elípticas se caracterizan por varias propiedades que las distinguen de otras clases de galaxias. Son masas esféricas u ovoides de estrellas, privadas de gases que producen estrellas. La galaxia elíptica más pequeña conocida tiene aproximadamente una décima parte del tamaño de la Vía Láctea . El movimiento de las estrellas en las galaxias elípticas es predominantemente radial, a diferencia de los discos de las galaxias espirales , que están dominados por la rotación . Además, hay muy poca materia interestelar (ni gas ni polvo), lo que da como resultado bajas tasas de formación estelar , pocos cúmulos estelares abiertos y pocas estrellas jóvenes; Las galaxias más bien elípticas están dominadas por poblaciones estelares antiguas , lo que les da colores rojos. Las galaxias elípticas grandes suelen tener un extenso sistema de cúmulos globulares . Por lo general, tienen dos poblaciones distintas de cúmulos globulares: una que es más roja y rica en metales, y otra que es más azul y pobre en metales.

Las propiedades dinámicas de las galaxias elípticas y las protuberancias de las galaxias de disco son similares, lo que sugiere que pueden estar formadas por los mismos procesos físicos, aunque esto sigue siendo controvertido. Los perfiles de luminosidad tanto de las galaxias elípticas como de las protuberancias se ajustan bien a la ley de Sersic , y una serie de relaciones de escala entre los parámetros estructurales de las galaxias elípticas unifican la población.

Cada galaxia elíptica masiva contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Las observaciones de 46 galaxias elípticas, 20 protuberancias clásicas y 22 pseudoprotuberancias muestran que cada una contiene un agujero negro en el centro. La masa del agujero negro está estrechamente relacionada con la masa de la galaxia, lo que se evidencia a través de correlaciones como la relación M-sigma que relaciona la velocidad de dispersión 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 están en órbitas algo aleatorias alrededor del centro.

Tamaños y formas

La galaxia central en esta imagen es una galaxia elíptica gigante designada 4C 73.08.
El objeto central brillante es una galaxia elíptica supergigante, el miembro dominante de un cúmulo de galaxias con el nombre MACSJ1423.8+2404. Tenga en cuenta la lente gravitacional .

Las galaxias elípticas varían mucho tanto en tamaño como en masa, con diámetros que van desde los 3.000 años luz hasta más de 700.000 años luz, y masas desde 10 5 hasta casi 10 13 masas solares. 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. La mayoría de estas pequeñas galaxias pueden no estar relacionadas con otras elípticas.

La clasificación de Hubble de galaxias elípticas contiene un número entero que describe qué tan 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 que las galaxias E4 a E7 son galaxias lenticulares mal clasificadas con discos inclinados en diferentes ángulos a nuestra línea de visión. Esto ha sido confirmado a través de observaciones espectrales que revelan la rotación de sus discos estelares. Hubble reconoció que su clasificación de forma 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 Hubble tipo E0 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 del movimiento aleatorio que es mayor en algunas direcciones que en otras (movimiento aleatorio anisotrópico); y las elípticas normales y enanas "disky" , que contienen discos. Sin embargo, esto es 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 de E a ES, y hacia las galaxias S0 con sus discos estelares de gran escala que dominan la luz en grandes radios.

Las galaxias esferoidales enanas parecen ser una clase distinta: sus propiedades son más similares a las de las galaxias irregulares y de tipo espiral tardío.

En el extremo más grande del espectro elíptico, existe una división adicional, más allá de la clasificación de Hubble. Más allá de las elípticas gigantes de 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.

Evolución

NGC 3597 es el producto de una colisión entre dos galaxias. Se está convirtiendo en una galaxia elíptica gigante.

Está ampliamente aceptado que la fusión de galaxias grandes pero no gigantes, debido a la atracción gravitatoria, juega un papel importante en la configuración del crecimiento y la evolución de las galaxias elípticas. Se cree que estas importantes fusiones galácticas fueron más comunes en los primeros tiempos. La galaxia de la Vía Láctea , dependiendo de un componente tangencial desconocido, está en un curso de colisión de cuatro a cinco mil millones de años con la galaxia de Andrómeda . Se ha teorizado que una galaxia elíptica resultará de la fusión de las dos espirales. (Tenga en cuenta que las fusiones galácticas menores involucran dos galaxias de masas muy diferentes; está bien establecido que las fusiones menores ocurren en galaxias que no son ni gigantes ni elípticas, como nuestra propia galaxia, la Vía Láctea ).

Se cree que los agujeros negros pueden desempeñar un papel importante en la limitación del crecimiento de las galaxias elípticas en el universo primitivo al inhibir la formación estelar .

formación estelar

El retrato tradicional de las galaxias elípticas las pinta como galaxias donde la formación de estrellas terminó después de un estallido inicial de alto desplazamiento al rojo, dejándolas brillar solo con sus estrellas envejecidas. Las galaxias elípticas suelen aparecer de color amarillo-rojo, lo que contrasta con el tinte azul distintivo de la mayoría de las galaxias espirales . En las espirales, este color azul emana en gran parte de las estrellas jóvenes y calientes en sus brazos espirales. Se cree que ocurre muy poca formación de estrellas en las galaxias elípticas, debido a su falta de gas en comparación con las galaxias espirales o irregulares. Sin embargo, en los últimos años, la evidencia ha demostrado que una proporción razonable (~25%) de las galaxias de tipo temprano (E, ES y S0) tienen depósitos de gas residual y formación estelar de bajo nivel.

Los investigadores del Observatorio Espacial Herschel han especulado que los agujeros negros centrales en las galaxias elípticas evitan que el gas se enfríe lo suficiente para la formación de estrellas.


Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos