Sequência de Hubble - Hubble sequence
A sequência de Hubble é um esquema de classificação morfológica para galáxias inventado por Edwin Hubble em 1926. É frequentemente conhecido coloquialmente como o diagrama diapasão de Hubble porque a forma em que é tradicionalmente representado se assemelha a um diapasão .
O esquema de Hubble dividiu as galáxias regulares em três grandes classes - elípticas , lenticulares e espirais - com base em sua aparência visual (originalmente em placas fotográficas ). Uma quarta classe contém galáxias com aparência irregular . A sequência de Hubble é o sistema mais comumente usado para classificar galáxias, tanto na pesquisa astronômica profissional quanto na astronomia amadora .
Em junho de 2019, cidadãos cientistas através Galaxy Zoo argumentou que a classificação Hubble de costume, nomeadamente em matéria de galáxias espirais , não podem ser apoiadas por provas. Consequentemente, o esquema pode precisar ser atualizado.
Classes de galáxias
Elípticas
À esquerda (no sentido de que a sequência é geralmente desenhada) estão as elípticas . Galáxias elípticas têm distribuições de luz relativamente suaves e sem características e aparecem como elipses em imagens fotográficas. Eles são denotados pela letra E, seguida por um inteiro n representando seu grau de elipticidade no céu. Por convenção, n é dez vezes a elipticidade da galáxia, arredondado para o número inteiro mais próximo, onde a elipticidade é definida como e = 1 - b/umapara uma elipse com eixos semi-maior e semi-menor de comprimentos a e b, respectivamente. A elipticidade aumenta da esquerda para a direita no diagrama de Hubble, com galáxias quase circulares (E0) situadas à esquerda do diagrama. É importante notar que a elipticidade de uma galáxia no céu está apenas indiretamente relacionada à verdadeira forma tridimensional (por exemplo, uma galáxia achatada em forma de disco pode parecer quase redonda se vista de frente ou altamente elíptica se vista borda). Observacionalmente, as galáxias "elípticas" mais achatadas têm elipticidades e = 0,7 (denotado por E7). No entanto, ao estudar os perfis de luz e os perfis de elipticidade, ao invés de apenas olhar para as imagens, percebeu-se na década de 1960 que as galáxias E5-E7 são provavelmente galáxias lenticulares classificadas erroneamente com discos de grande escala vistos em várias inclinações de nossa linha de vista. Observações da cinemática de galáxias de tipo primitivo confirmaram isso ainda mais.
Exemplos de galáxias elípticas: M49 , M59 , M60 , M87 , NGC 4125 .
Lenticulares
No centro do diapasão do Hubble, onde os dois ramos da galáxia espiral e o ramo elíptico se juntam, está uma classe intermediária de galáxias conhecidas como lenticulares e recebe o símbolo S0. Essas galáxias consistem em uma protuberância central brilhante , semelhante em aparência a uma galáxia elíptica , cercada por uma estrutura estendida em forma de disco . Ao contrário das galáxias espirais , os discos das galáxias lenticulares não têm estrutura espiral visível e não estão ativamente formando estrelas em qualquer quantidade significativa.
Ao simplesmente olhar para a imagem de uma galáxia, as galáxias lenticulares com discos relativamente voltados para a face são difíceis de distinguir das elípticas do tipo E0 – E3, tornando incerta a classificação de muitas dessas galáxias. Quando visto de lado, o disco se torna mais aparente e faixas de poeira proeminentes às vezes são visíveis na absorção em comprimentos de onda ópticos.
Na época da publicação inicial do esquema de classificação de galáxias de Hubble, a existência de galáxias lenticulares era puramente hipotética. Hubble acreditava que eles eram necessários como um estágio intermediário entre as "elípticas" altamente achatadas e as espirais. Observações posteriores (pelo próprio Hubble, entre outros) mostraram que a crença de Hubble estava correta e a classe S0 foi incluída na exposição definitiva da sequência de Hubble por Allan Sandage . Faltando na sequência de Hubble estão as galáxias do tipo inicial com discos de escala intermediária, entre o tipo E e S0, Martha Liller as denotou como galáxias ES em 1966.
As galáxias lenticulares e espirais, juntas, são freqüentemente chamadas de galáxias de disco . A razão de fluxo protuberância para disco em galáxias lenticulares pode assumir uma gama de valores, assim como faz para cada um dos tipos morfológicos de galáxias espirais (Sa, Sb, etc.).
Exemplos de galáxias lenticulares: M85 , M86 , NGC 1316 , NGC 2787 , NGC 5866 , Centaurus A .
Espirais
À direita do diagrama de sequência de Hubble estão dois ramos paralelos que abrangem as galáxias espirais . Uma galáxia espiral consiste em um disco achatado , com estrelas formando uma estrutura espiral (geralmente de dois braços) e uma concentração central de estrelas conhecida como protuberância . Observou-se também que cerca de metade de todas as espirais tem uma estrutura em forma de barra, com a barra estendendo-se desde a saliência central e os braços começando nas extremidades da barra. No diagrama do diapasão, as espirais regulares ocupam o ramo superior e são denotadas pela letra S, enquanto o ramo inferior contém as espirais barradas, dado o símbolo SB. Ambos os tipos de espirais são subdivididos de acordo com a aparência detalhada de suas estruturas espirais. A associação de uma dessas subdivisões é indicada pela adição de uma letra minúscula ao tipo morfológico, da seguinte forma:
- Sa (SBa) - enrolado firmemente, braços lisos; grande protuberância central brilhante
- Sb (SBb) - braços espirais menos apertados do que Sa (SBa); protuberância um pouco mais fraca
- Sc (SBc) - braços espirais frouxamente enrolados, claramente resolvidos em aglomerados estelares individuais e nebulosas; protuberância menor e mais fraca
Hubble descreveu originalmente três classes de galáxias espirais. Isso foi estendido por Gérard de Vaucouleurs para incluir uma quarta classe:
- Sd (SBd) - ferida muito frouxa, braços fragmentados; a maior parte da luminosidade está nos braços e não na protuberância
Embora estritamente parte do sistema de classificação de Vaucouleurs , a classe Sd é frequentemente incluída na sequência de Hubble. Os tipos básicos de espiral podem ser estendidos para permitir distinções mais refinadas de aparência. Por exemplo, galáxias espirais cuja aparência é intermediária entre duas das classes acima são frequentemente identificadas anexando duas letras minúsculas ao tipo de galáxia principal (por exemplo, Sbc para uma galáxia intermediária entre um Sb e um Sc).
Nossa Via Láctea é geralmente classificada como Sc ou SBc, o que a torna uma espiral barrada com braços bem definidos.
Exemplos de galáxias espirais regulares: ( visualmente ) M31 (Galáxia de Andrômeda), M74 , M81 , M104 (Galáxia do Sombrero), M51a (Galáxia Whirlpool), NGC 300 , NGC 772 .
Exemplos de galáxias espirais barradas: M91 , M95 , NGC 1097 , NGC 1300 , NGC1672 , NGC 2536 , NGC 2903 .
Irregulares
Galáxias que não se encaixam na sequência de Hubble, porque não têm estrutura regular (seja em disco ou elipsoidal), são chamadas de galáxias irregulares . Hubble definiu duas classes de galáxias irregulares:
- As galáxias Irr I têm perfis assimétricos e carecem de uma protuberância central ou de uma estrutura espiral óbvia; em vez disso, eles contêm muitos aglomerados individuais de estrelas jovens
- Galáxias Irr II têm aparências mais suaves e assimétricas e não são claramente resolvidas em estrelas individuais ou aglomerados estelares
Em sua extensão à sequência do Hubble, de Vaucouleurs chamou as galáxias Irr I de 'Magalhães irregulares', em homenagem às Nuvens de Magalhães - dois satélites da Via Láctea que Hubble classificou como Irr I. A descoberta de uma estrutura espiral tênue na Grande Nuvem de Magalhães levou de Vaucouleurs a dividir ainda mais as galáxias irregulares naquelas que, como o LMC, mostram alguma evidência de estrutura espiral (estas recebem o símbolo Sm) e aquelas que não têm estrutura óbvia, como a Pequena Nuvem de Magalhães (denotada por Im). Na sequência estendida do Hubble, os irregulares de Magalhães são geralmente colocados no final do ramo espiral do diapasão do Hubble.
Exemplos de galáxias irregulares: M82 , NGC 1427A , Grande Nuvem de Magalhães , Pequena Nuvem de Magalhães .
Significado físico
Galáxias elípticas e lenticulares são comumente referidas como galáxias de “tipo inicial”, enquanto espirais e galáxias irregulares são chamadas de “tipos tardios”. Essa nomenclatura é a fonte da crença comum, mas errônea, de que a sequência de Hubble pretendia refletir uma suposta sequência evolutiva, desde galáxias elípticas, passando por lenticulares, até espirais em barras ou regulares . Na verdade, Hubble deixou claro desde o início que essa interpretação não estava implícita:
A nomenclatura, é enfatizado, refere-se à posição na sequência, e as conotações temporais são feitas por nossa conta e risco. Toda a classificação é puramente empírica e sem prejuízo das teorias da evolução ...
O quadro evolutivo parece ter peso devido ao fato de que se observa que os discos das galáxias espirais abrigam muitas estrelas jovens e regiões de formação estelar ativa , enquanto as galáxias elípticas são compostas por populações estelares predominantemente antigas. Na verdade, as evidências atuais sugerem o oposto: o Universo primitivo parece ser dominado por galáxias espirais e irregulares. Na imagem atualmente preferida da formação de galáxias , as elípticas atuais se formaram como resultado de fusões entre esses blocos de construção anteriores; enquanto algumas galáxias lenticulares podem ter se formado dessa maneira, outras podem ter agregado seus discos ao redor de esferóides pré-existentes. Algumas galáxias lenticulares também podem ser galáxias espirais evoluídas, cujo gás foi removido sem deixar combustível para a formação contínua de estrelas, embora a galáxia LEDA 2108986 abra o debate sobre isso.
Deficiências
Uma crítica comum ao esquema de Hubble é que os critérios para atribuir galáxias a classes são subjetivos, levando a diferentes observadores atribuindo galáxias a diferentes classes (embora observadores experientes geralmente concordem em menos de um único tipo de Hubble). Embora não seja realmente uma lacuna, desde o Atlas de Galáxias de Hubble de 1961, o principal critério usado para atribuir o tipo morfológico (a, b, c, etc.) tem sido a natureza dos braços espirais, em vez do bojo para o disco razão de fluxo e, portanto, uma gama de razões de fluxo existe para cada tipo morfológico, como acontece com as galáxias lenticulares.
Outra crítica ao esquema de classificação de Hubble é que, por se basear na aparência de uma galáxia em uma imagem bidimensional, as classes estão apenas indiretamente relacionadas às verdadeiras propriedades físicas das galáxias. Em particular, surgem problemas devido aos efeitos de orientação . A mesma galáxia pareceria muito diferente, se vista de lado, em oposição a um ponto de vista de face ou "lado aberto". Como tal, a sequência do tipo inicial é mal representada: as galáxias ES estão faltando na sequência de Hubble, e as galáxias E5 – E7 são na verdade galáxias S0. Além disso, as galáxias barradas ES e S0 barradas também estão ausentes.
As classificações visuais também são menos confiáveis para galáxias fracas ou distantes, e a aparência das galáxias pode mudar dependendo do comprimento de onda da luz em que são observadas.
No entanto, a sequência de Hubble ainda é comumente usada no campo da astronomia extragaláctica e os tipos de Hubble são conhecidos por se correlacionarem com muitas propriedades fisicamente relevantes de galáxias, como luminosidades , cores, massas (de estrelas e gás) e taxas de formação de estrelas.
Veja também
Referências
links externos
- Galáxias e o Universo - uma introdução à classificação de galáxias
- Atlas de morfologia da galáxia de infravermelho próximo , TH Jarrett
- The Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey (SINGS) Hubble Tuning-Fork , SINGS Spitzer Space Telescope Legacy Science Project
- Galaxy Zoo - Projeto de participação de classificação Galaxy.