Secuencia de Hubble
Esquema de clasificación morfológica de galaxias propuesto por Edwin Hubble

La secuencia de Hubble es un esquema de clasificación morfológica de galaxias publicado por Edwin Hubble en 1926. [1] [2] [3] [4] A menudo se lo conoce coloquialmente como diagrama de diapasón de Hubble porque la forma en la que se representa tradicionalmente se asemeja a un diapasón . Fue inventado por John Henry Reynolds y Sir James Jeans. [5]

Diagrama en forma de diapasón de la secuencia de Hubble

El esquema del diapasón dividió las galaxias regulares en tres grandes clases –elípticas , lenticulares y espirales– en función de su apariencia visual (originalmente en placas fotográficas ). Una cuarta clase contiene galaxias con una apariencia irregular . La secuencia de Hubble es el sistema más comúnmente utilizado para clasificar las galaxias, tanto en la investigación astronómica profesional como en la astronomía amateur .

Clases de galaxias

Elípticas

La galaxia elíptica gigante ESO 325-G004 .

A la izquierda (en el sentido en que se suele dibujar la secuencia) se encuentran las elípticas . Las galaxias elípticas tienen distribuciones de luz relativamente suaves y sin rasgos distintivos y aparecen como elipses en las imágenes fotográficas. Se denotan con la letra E, seguida de un entero n que representa su grado de elipticidad en el cielo. Por convención, n es diez veces la elipticidad de la galaxia, redondeada al entero más cercano, donde la elipticidad se define como e = 1 − ⁠   b / a⁠   para una elipse conala longitud del semieje mayor ybla longitud del semieje menor.[6]La elipticidad aumenta de izquierda a derecha en el diagrama de Hubble, con galaxias casi circulares (E0) situadas en el extremo izquierdo del diagrama. Es importante señalar que la elipticidad de una galaxia en el cielo solo está relacionada indirectamente con la forma tridimensional real (por ejemplo, una galaxia aplanada con forma de disco puede parecer casi redonda si se la observa de frente o muy elíptica si se la observa de canto). Observacionalmente, las galaxias "elípticas" más aplanadas tienen elipticidades e = 0,7 (denotadas E7). Sin embargo, a partir del estudio de los perfiles de luz y de elipticidad, en lugar de simplemente observar las imágenes, en la década de 1960 se descubrió que las galaxias E5-E7 son probablemente galaxias lenticulares mal clasificadas con discos de gran escala vistos en varias inclinaciones respecto de nuestra línea de visión.[7][8]Las observaciones de la cinemática de las galaxias de tipo temprano confirmaron esto aún más.[9][10][11]  

Ejemplos de galaxias elípticas: M49 , M59 , M60 , M87 , NGC 4125 .

Lenticulares

La Galaxia del Huso (NGC 5866), una galaxia lenticular con una prominente franja de polvo en la constelación de Draco .

En el centro del diapasón de Hubble, donde se unen las dos ramas de galaxias espirales y la rama elíptica, se encuentra una clase intermedia de galaxias conocidas como lenticulares y que reciben el símbolo S0. Estas galaxias consisten en un bulbo central brillante , similar en apariencia a una galaxia elíptica , rodeado por una estructura extendida en forma de disco . A diferencia de las galaxias espirales , los discos de las galaxias lenticulares no tienen una estructura espiral visible y no están formando estrellas activamente en ninguna cantidad significativa.

Al observar la imagen de una galaxia, las galaxias lenticulares con discos relativamente de frente son difíciles de distinguir de las elípticas de tipo E0–E3, lo que hace que la clasificación de muchas de estas galaxias sea incierta. Cuando se observa de canto, el disco se hace más evidente y a veces se pueden ver prominentes franjas de polvo en la absorción en longitudes de onda ópticas.

En el momento de la publicación inicial del esquema de clasificación de galaxias de Hubble, la existencia de galaxias lenticulares era puramente hipotética. Hubble creía que eran necesarias como una etapa intermedia entre las "elípticas" altamente aplanadas y las espirales. Observaciones posteriores (por el propio Hubble, entre otros) demostraron que la creencia de Hubble era correcta y la clase S0 se incluyó en la exposición definitiva de la secuencia de Hubble por Allan Sandage . [12] Lo que falta en la secuencia de Hubble son las galaxias de tipo temprano con discos de escala intermedia, entre los tipos E0 y S0, a las que Martha Liller denominó galaxias ES en 1966.

Las galaxias lenticulares y espirales, en conjunto, suelen denominarse galaxias de disco . La relación de flujo entre el bulbo y el disco en las galaxias lenticulares puede adoptar una variedad de valores, al igual que ocurre con cada uno de los tipos morfológicos de galaxias espirales (Sa, Sb, etc.). [13]

Ejemplos de galaxias lenticulares: M85 , M86 , NGC 1316 , NGC 2787 , NGC 5866 , Centaurus A.

Espirales

La Galaxia del Molinillo (Messier 101/NGC 5457): una galaxia espiral clasificada como tipo Scd en la secuencia de Hubble
La galaxia espiral barrada NGC 1300 : un tipo SBbc

A la derecha del diagrama de secuencia de Hubble hay dos ramas paralelas que abarcan las galaxias espirales . Una galaxia espiral consiste en un disco aplanado , con estrellas que forman una estructura espiral (generalmente de dos brazos) , y una concentración central de estrellas conocida como el bulbo . Aproximadamente la mitad de todas las espirales también tienen una estructura similar a una barra, con la barra extendiéndose desde el bulbo central, y los brazos comenzando en los extremos de la barra. En el diagrama de diapasón, las espirales regulares ocupan la rama superior y se denotan con la letra S, mientras que la rama inferior contiene las espirales barradas, dadas con el símbolo SB. Ambos tipos de espirales se subdividen según la apariencia detallada de sus estructuras espirales. La pertenencia a una de estas subdivisiones se indica agregando una letra minúscula al tipo morfológico, de la siguiente manera:

  • Sa (SBa): brazos suaves y bien enrollados; protuberancia central grande y brillante
  • Sb (SBb): brazos espirales menos apretados que Sa (SBa); abultamiento algo más tenue
  • Sc (SBc): brazos espirales poco enrollados, claramente definidos en cúmulos estelares y nebulosas individuales; protuberancia más pequeña y tenue

Hubble describió originalmente tres clases de galaxias espirales. Gérard de Vaucouleurs [14] amplió esta descripción para incluir una cuarta clase:

  • Sd (SBd): brazos fragmentarios y muy sueltos; la mayor parte de la luminosidad está en los brazos y no en el bulto

Aunque estrictamente forma parte del sistema de clasificación de Vaucouleurs , la clase Sd se incluye a menudo en la secuencia de Hubble. Los tipos espirales básicos se pueden ampliar para permitir distinciones más precisas de apariencia. Por ejemplo, las galaxias espirales cuya apariencia es intermedia entre dos de las clases anteriores se identifican a menudo añadiendo dos letras minúsculas al tipo de galaxia principal (por ejemplo, Sbc para una galaxia que es intermedia entre una Sb y una Sc).

Nuestra propia Vía Láctea generalmente se clasifica como Sc o SBc, [15] lo que la convierte en una espiral barrada con brazos bien definidos.

Ejemplos de galaxias espirales regulares: ( visualmente ) M31 (galaxia de Andrómeda), M74 , M81 , M104 (galaxia del Sombrero), M51a (galaxia del remolino), NGC 300 , NGC 772 .

Ejemplos de galaxias espirales barradas: M91 , M95 , NGC 1097 , NGC 1300 , NGC1672 , NGC 2536 , NGC 2903 .

Irregulares

La Gran Nube de Magallanes (LMC): una galaxia enana irregular

Las galaxias que no encajan en la secuencia de Hubble, porque no tienen una estructura regular (ya sea en forma de disco o elipsoidal), se denominan galaxias irregulares . Hubble definió dos clases de galaxias irregulares: [16]

  • Las galaxias Irr I tienen perfiles asimétricos y carecen de un bulbo central o una estructura espiral obvia; en cambio, contienen muchos cúmulos individuales de estrellas jóvenes.
  • Las galaxias Irr II tienen apariencias más suaves y asimétricas y no se resuelven claramente en estrellas individuales o cúmulos estelares.

En su ampliación de la secuencia de Hubble, de Vaucouleurs llamó a las galaxias Irr I "irregulares de Magallanes", en honor a las Nubes de Magallanes , dos satélites de la Vía Láctea que Hubble clasificó como Irr I. El descubrimiento de una débil estructura espiral [17] en la Gran Nube de Magallanes llevó a de Vaucouleurs a dividir aún más las galaxias irregulares en aquellas que, como la LMC, muestran alguna evidencia de estructura espiral (a estas se les da el símbolo Sm) y aquellas que no tienen una estructura obvia, como la Pequeña Nube de Magallanes (denotada Im). En la secuencia extendida de Hubble, las irregulares de Magallanes generalmente se ubican al final de la rama espiral del diapasón de Hubble.

Ejemplos de galaxias irregulares: M82 , NGC 1427A , Gran Nube de Magallanes , Pequeña Nube de Magallanes .

Importancia física

Las galaxias elípticas y lenticulares se denominan comúnmente galaxias de "tipo temprano", mientras que las galaxias espirales e irregulares se denominan "tipos tardíos". Esta nomenclatura es la fuente de la creencia común, [18] pero errónea, de que la secuencia de Hubble pretendía reflejar una supuesta secuencia evolutiva, desde las galaxias elípticas , pasando por las lenticulares , hasta las espirales barradas o regulares . De hecho, Hubble fue claro desde el principio en que no se implicaba tal interpretación:

Se subraya que la nomenclatura se refiere a la posición en la secuencia, y las connotaciones temporales se hacen a riesgo propio. Toda la clasificación es puramente empírica y no prejuzga las teorías de la evolución... [3]

La imagen evolutiva parece tener peso por el hecho de que se observa que los discos de las galaxias espirales albergan muchas estrellas jóvenes y regiones de formación estelar activa , mientras que las galaxias elípticas están compuestas predominantemente de poblaciones estelares antiguas. De hecho, la evidencia actual sugiere lo contrario: el Universo primitivo parece estar dominado por galaxias espirales e irregulares. En la imagen actualmente favorecida de la formación de galaxias , las elípticas actuales se formaron como resultado de fusiones entre estos bloques de construcción anteriores; mientras que algunas galaxias lenticulares pueden haberse formado de esta manera, otras pueden haber acrecentado sus discos alrededor de esferoides preexistentes. [19] [ cita completa requerida ] Algunas galaxias lenticulares también pueden ser galaxias espirales evolucionadas, cuyo gas ha sido despojado sin dejar combustible para la formación estelar continua, [20] aunque la galaxia LEDA 2108986 abre el debate sobre esto.

Defectos

Una crítica común al esquema de Hubble es que los criterios para asignar galaxias a clases son subjetivos, lo que lleva a que diferentes observadores asignen galaxias a diferentes clases (aunque los observadores experimentados generalmente están de acuerdo en menos de un solo tipo de Hubble). [21] [22] Aunque no es realmente una deficiencia, desde el Atlas de Galaxias de Hubble de 1961 , [23] el criterio principal utilizado para asignar el tipo morfológico (a, b, c, etc.) ha sido la naturaleza de los brazos espirales, en lugar de la relación de flujo entre el bulbo y el disco, y por lo tanto existe un rango de relaciones de flujo para cada tipo morfológico, [23] [ cita completa necesaria ] [24] [ cita completa necesaria ] [ cita completa necesaria ] [25] [ cita completa necesaria ] como con las galaxias lenticulares.

Otra crítica al sistema de clasificación de Hubble es que, al basarse en la apariencia de una galaxia en una imagen bidimensional, las clases solo están indirectamente relacionadas con las verdaderas propiedades físicas de las galaxias. En particular, surgen problemas debido a los efectos de la orientación . La misma galaxia se vería muy diferente si se la observara de canto que si se la observara de frente o de costado. Por ello, la secuencia de tipo temprano está mal representada: las galaxias ES no aparecen en la secuencia de Hubble, y las galaxias E5-E7 son en realidad galaxias S0. Además, las galaxias ES barradas y las galaxias S0 barradas también están ausentes. Las clasificaciones visuales también son menos fiables para las galaxias tenues o distantes, y la apariencia de las galaxias puede cambiar dependiendo de la longitud de onda de la luz en la que se observan.

Sin embargo, la secuencia de Hubble todavía se utiliza comúnmente en el campo de la astronomía extragaláctica y se sabe que los tipos de Hubble se correlacionan con muchas propiedades físicamente relevantes de las galaxias, como luminosidades , colores, masas (de estrellas y gas) y tasas de formación de estrellas. [26]

En junio de 2019, los científicos ciudadanos del proyecto Galaxy Zoo argumentaron que la clasificación habitual de Hubble, en particular en lo que respecta a las galaxias espirales , podría no estar respaldada por evidencias. En consecuencia, el esquema podría necesitar una revisión. [27] [28]

Véase también

Referencias

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