Самара 2020, I кръг (задочен), 7–9 клас — Задача 6. Первичная классификация галактик по Хабблу

В первой версии морфологической классификации галактик, предложенной Э. Хабблом в 1926 году он выделил три класса: 1) эллиптические, 2) спиральные и 3) неправильные галактики.

Во второй версии классификации, представленной в 1936 году, был добавлен класс линзовидных галактик.

Камертоном Хаббла иногда называют вторую версию классификации Хаббла, из-за схожести образа (см. рис. 5.а) соответствующей графической схемы с акустическим инструментом (см. рис. 5.б).

Кратко рассмотрим основные особенности галактик каждого класса:

1. Эллиптические галактики $(E)$ имеют гладкую эллипсоидальную форму без отличительных деталей, с равномерным уменьшением яркости от центра к периферии. Данные галактики обозначаются буквой $E$ и цифрой — индексом сплюснутости галактики. Индекс определяется по формуле:

где $a,b$ — большая и малая полуоси видимого эллипса (сечение эллипсоида картинной плоскостью). Как правило, индекс $k$ принимает значения из интервала

Данные галактики состоят из старых звезд и практически лишены газа.

2. Спиральные галактики $(S)$ содержат сплюснутый диск из звезд, газа и пыли, в центре которого находится сферическое уплотнение — балдж. Диск галактики симметрично охвачен сферой называемой Гало. В теле диска формируются яркие спиральные рукава (см. рис. 5.а), состоящие преимущественно из молодых звезд, газа и пыли. Хаббл разделил известные спиральные галактики на 2 подкласса: а) нормальные спиральные галактики $(S)$ и б) спиральные галактики с баром $(SB)$ или галактики с перемычкой.

В $S$-галактиках спиральные ветви отходят непосредственно от их яркого ядра, по касательной, и простираются на протяжении одного оборота. Количество ветвей может быть различным (1,2,3,...), но чаще всего встречаются галактики только с двумя ветвями. В $SB$-галактиках спиральные ветви отходят под прямым углом от концов бара. Как правило, $SB$-галактики обладают двумя ветвями, но бывают исключения. В зависимости от степени закручивания спиральных рукавов, их плосковатости, от соотношения видимых размеров ядра и балджа выделяет 3 вида $S$ и $SB$-галактик: $Sa(SBa),Sb(SBb),Sc(SBc)$.

Например, галактики $Sa$ вида имеют большой балдж и туго закрученные спиральные ветви. Галактики $Sc$ вида имеют небольшой балдж и плосковатую спиральную структуру. Галактики $Sb$ вида занимают промежуточное положение между указанными выше видами галактик.

3. Неправильные (иррегулярные) галактики $(Ir)$ — это галактики, лишенные сферической или аксиальной симметрии, а также значительного ядра. $Ir$-галактики отличаются разнообразием форм, обычно небольшими размерами, обилием газа, пыли и молодых звезд. Выделяют два типа $Ir$-галактик: $IrI$ имеют в своем теле "намеки" на структуру, которых однако недостаточно, чтобы отнести их к $S$ или $E$-галактикам. Неправильные галактики типа II не имеют, в принципе, никаких особенностей в своей структуре.

4. Линзовидные галактики $(S0)$ занимают промежуточное положение между эллиптическими и спиральными галактиками. Как правило, в структуре присутствует диск (подобно, галактикам $S$-класса), однако в его теле почти отсутствует газ, поэтому здесь подавлено звездообразование. Однако в дисках может присутствовать значительное количество пыли. Они в основном состоят из старых звезд. Рукава таких галактик, как правило, плохо выражены, поэтому их часто трудно отличить от $E$-галактик.

Таблица 2: к определению значений долей галактик различных типов (от общего их количества).

Процентное соотношение между галактиками указанных классов представлено в таблице 2. (10 баллов).