Александр Гинзбург
Галактики - это вам не люди, они все разные.
Народная мудрость
Классификация по размеру. По размеру галактики в норме можно разделить на большие и маленькие (сюрприз!). По причинам, связанным с особенностями ранних времен эволюции Вселенной, получилось так, что большие галактики в ранние времена росли, а маленькие - не росли. И даже уменьшались. Поэтому статистически между размерами больших и маленьких галактик существует достаточно заметный разрыв, малонаселенный и почти не заполненный.
Классификация по морфологии. По морфологии все галактики делятся на три большие группы: эллиптические (обозначаются индексом E), дисковидные S и неправильные Irr. В группе дисковидных выделяют линзовидные и спиральные.
Более подробное деление:
E - эллиптические галактики, имеют относительно равномерное распределение звёзд без явно видимого и выраженного внешне ядра (на самом деле, ядро в них есть. Даже, если удалиться в область тонкостей, ядра, причем, несколько различных – но об этом имеет смысл рассказать отдельно). В зависимости от эксцентриситета они имеют цифровые индексы от Е0 до Е7 (Е0 - сферические, далее цифра возрастает по мере роста отношения большой оси эллипса к малой). Их примерно 20% от общего числа больших галактик. Классификация эллиптических галактик также заслуживает отдельного рассказа.
S0 - линзовидные галактики. Как и все дисковидные галактики, имеют шарообразное гало (корону) из старых тусклых звезд и шаровых звездных скоплений, яркий диск, содержащий молодые звезды, газ и пыль, и балдж - сферическое или эллиптическое уплотнение в центре галактики. Иногда любят говорить, что балджи похожи на небольшую эллиптическую галактику, хотя по некоторым существенным признакам, связанным с происхождением, от эллиптических галактик балджи отличаются. В сущности, S0 - галактики, подобные спиральным, но без наблюдаемых рукавов. Их тоже среди больших галактик насчитывается достаточно много - почти 20%.
Sa, Sb, Sc, Sd - спиральные галактики, состоящие из гало, балджа и диска, содержащего, в отличие от линзовидных, спиральные рукава. Буква показывает, насколько плотно расположены и закручены по диску рукава (наименее тесно расположенные - Sd, а Sa, соответственно, наоборот - наиболее тесно расположенные и многочисленные).
SBa, SBb, SBc, SBd - аналогичный предыдущим спиральные галактики с баром (перемычкой). Эти галактики отличаются тем, что у них центральный балдж в плоскости диска пересекается ярким баром (перемычкой), от концов которого отходят часто спиральные рукава. Наша галактика относится именно к этому типу.
Общее число спиральных галактик среди крупных - 55%, большинство из них имеют бар. О рукавах и барах - тоже отдельный рассказ, потому что обычно в учебниках и многих популяризациях они описываются достаточно устаревшим образом.
Irr - неправильные галактики, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных классов. Галактики типа IrrI содержат остатки спиральной структуры (пример - Большое Магелланово облако), а IrrII имеют неправильную форму без структурных элементов.
Недавно был введен дополнительный класс UDG - ультрадиффузные галактики.
Существуют также пекулярные галактики, которые изуродованы по внутренним и внешним причинам настолько, что их просто некуда отнести. К ним, в частности, относят кольцевые галактики.
Теперь отдельно о классификации эллиптических галактик. С ними не все просто: существуют две тонкости.
Тонкость первая: эллиптические галактики по диапазону характеристик, в первую очередь, размеров и масс, являются самой широкой группой галактик: в сущности, к этому типу принадлежат и самые маленькие галактики с несколькими тысячами звезд и очень слабой светимостью (пример - карликовая галактика Segue 2 суммарная светимость которой составляет ничтожную величину - 800 солнечных) и самые большие (колоссальная IC 1101 с диаметром в шесть миллионов световых лет, в которую поместилась бы вся Местная группа галактик с Млечным путем, Галактикой Андромеды и галактикой Треугольника).
Тонкость вторая: немудрено, что при таком диапазоне характеристик эллиптические галактики являются полифилетической группой - это объекты разной природы и разного происхождения. Самые маленькие из них явно первичны по происхождению, они такими и родились и сформированы компактными скоплениями темной материи - а вот крупнейшие эллиптические галактики явно происходят в результате множественных больших мерджингов (слияний) гигантских галактик.
В результате обычно выделяют такие группы эллиптических галактик (в порядке роста средних размеров):
BCD - голубые компактные карликовые галактики. Это весьма небольшие компактные галактики интенсивно голубого цвета, что означает, очевидно, наличие в них молодых крупных звезд, а следовательно, активного звездообразования. Они содержат множество молодых звезд, в том числе, еще не умерших звезд малой массы, в результате практически вся их светимость определяется белыми и голубыми большими звездами классов О, А и В возрастом несколько миллионов или десятков (максимум - лишь немногих сотен) миллионов лет. Такие галактики образуются (вернее, проходят эту стадию) в результате взаимодействия с большой галактикой-хозяином и живут в ней недолго, превращаясь рано или поздно, по мере прекращения звездообразования, в галактики последующих типов.
dSph - карликовые сферические галактики. Очень тусклые, обычно старые и красные галактики с весьма высоким содержанием темной материи. Это - очень древние первичные галактики, сформированные на заре времен вокруг скоплений темной материи и счастливо избежавшие поглощения со стороны крупных собратьев.
dE - карликовые эллиптические галактики. Они не столь уж малы сравнительно со средним размером разных галактик (до тридцати тысяч световых лет), но являются существенно меньшими, чем их большие собратья. В сущности, это - некрупные галактики, скорее всего, сформированные мерджингом малых галактик, в которых по тем или иным причинам не сформировалась дисковидная структура.
Е - промежуточные эллиптические галактики. Эллиптические галактики достаточно крупного размера, сравнимые с большими спиральными галактиками. "Собраны" в результате мерджингов галактик относительно небольшого, точнее, среднего размера.
gE - гигантские эллиптические галактики. Как правило, заметно превосходят по размерам (точнее, по массе - по диаметру могут и уступать, потому что у них высокая плотность) гигантские спиральные галактики, такие, как Млечный путь. Они образуются при мерджинге больших галактик.
D - очень большие эллиптические галактики, намного превосходящие любую спиральную. Продукт множественных больших мерджингов. Кроме размеров, они отличаются от gE-галактик более размытыми краями (имеют диффузное гало из звезд, образованное из захваченных гигантом и разрушенных приливными взаимодействиями галактик). Как правило, это - центральные галактики богатых галактических скоплений.
cD - самые большие галактики. Колоссальные эллиптические галактики, являющиеся т.н. ископаемыми кластерами (собранным в одну галактику целым поглощенным скоплением галактик), оставшимися от крупных скоплений галактик, завершивших эволюцию (аббревиатуру иногда расшифровывают как central dominant galaxies).
Ну, и говоря о галактиках, нужно помнить, что большая, подчас, подавляющая часть их массы образована темной материей - а видимая материя лишь формирует скопление под действием притяжения компактного скопления темной материи (темного гало или фрейма), образующего галактику.
Вообще, существуют и другие классификации галактик, но эта является самой популярной. И следует повторить, что это - морфологическая классификация, описывающая лишь форму галактик. Для описания яркости, уровня звездообразования, активности ядер, особенностей излучения и иных признаков существуют другие классификации.
Окончание следует.
Путеводитель по каналу «Кот-учёный». 2019-202
#космос #астрономия #астрофизика #галактики
