Νέα ταξινόμηση των γαλαξιών γιατί οι περισσότεροι ελλειπτικοί μοιάζουν με τους σπειροειδείς

Το 1936 ο Edwin Hubble ανακάλυψε έναν τρόπο για να κατατάξει τους υπάρχοντες γαλαξίες. Τοποθέτησε λοιπόν τους ελλειπτικό (Ε) γαλαξίες κατά μήκος της λαβής (αριστερά) και τους κανονικούς καθώς και με σπείρες με κεντρική ράβδο ή ραβδωτούς (S και Sb) στα δύο σκέλη δεξιά. Στο κέντρο έβαλε αυτούς που είχαν σχήμα φακού (δίσκου) ή τα “φακοειδή" συστήματα (S0), το οποίο θεωρούνται ένα ενδιάμεσο προϊόν στη δομή.

Η κατάταξη των γαλαξιών κατά τον Edwin Hubble, που χώριζε τους γαλαξίες σε γενικές γραμμές σε ελλειπτικούς (E), φακοειδείς (S0) και σπειροειδείς (S και SB), ήταν σε χρήση από το 1936.. Το σχήμα αυτό λέγεται το διαπασών του Hubble

Το σύστημα ταξινόμησης του Hubble είχε παραμείνει δημοφιλής μεταξύ των ερασιτεχνών και επαγγελματιών αστρονόμων για περισσότερα από 70 χρόνια τώρα. Αλλά πρόσφατα μια διεθνής ομάδα ερευνητών, που εργάζονται για το...
πρότζεκτ Atlas3D πιστεύουν ότι ίσως ήρθε η ώρα για την αλλαγή του.

Συγκεκριμένα η πιο πάνω έρευνα έδειξε πως τα δύο τρίτα των τοπικών ελλειπτικών γαλαξιών δεν είναι σφαιρικοί, αλλά στην πραγματικότητα είναι δισκοειδείς (ή φακοειδείς) ταχέως περιστρεφόμενοι που μοιάζουν με τους σπειροειδείς, όπως, ο δικός μας Γαλαξίας αν αφαιρέσουμε το αέριο και τη σκόνη. Γι αυτό και η πιο πάνω διεθνής ομάδα των αστρονόμων πρότεινε ότι η κλασική μέθοδος του Hubble που χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση των γαλαξιών, δεν είναι σωστή.

Το πρότζεκτ Atlas3D ξεκίνησε το 2006 ως ένα φιλόδοξο έργο για τη χαρτογράφηση 260 ελλειπτικών γαλαξιών καθώς και φακοειδών (που είναι οι πρώιμου τύπου γαλαξίες) σε τρεις διαστάσεις, χρησιμοποιώντας την φασματοσκοπία για να πάρει χάρτες των κινήσεων των άστρων τους σε δύο διαστάσεων . Με τα χρόνια, η ομάδα, με επικεφαλής τους Michele Cappellari (Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης), Davor Krajnović, Eric Emsellem (ESO) και Richard McDermid (Παρατηρητήριο Gemini) έχει δημοσιεύσει πολλές εργασίες που έχουν φέρει νέο φως για αυτούς τους πρώιμους γαλαξίες.

Αυτή η εικόνα του ελλειπτικού γαλαξία NGC 4472 είναι από το την Έρευνα Sloan. Ο NGC 4472 ήταν ένας από τα πρώτα δείγματα πρώιμου γαλαξία του Atlas3D από το σύνολο των 260, συνδυάζοντας την οπτική εικόνα με δεδομένα από φασματοσκοπία, και η ομάδα τον έχει χαρακτηρίσει ότι περιστρέφεται αργά.

Οι γαλαξίες πρώιμου τύπου (οι πιο παλιοί) έχουν μια ενδιαφέρουσα ιστορία. Όταν ο Hubble άρχισε τις παρατηρήσεις του, υπέθεσε ότι οι συνηθισμένοι ελλειπτικοί γαλαξίες ήταν βρεφικοί γαλαξίες, που θα συγκεντρώνουν σταδιακά σκόνη και αέριο, οπότε θα εξελίσσονταν σταδιακά σε συστήματα φακοειδή και στη συνέχεια πίστευε ότι θα εξελιχθούν σε πολύπλοκους σπειροειδείς. Αργότερα η έρευνα έδειξε ότι οι ελλειπτικοί και οι φακοειδείς είναι στην πραγματικότητα παλιοί γαλαξίες, που πιθανόν να έχουν εξελιχθεί από γηραιότερα συστήματα με σπείρες.

"Ο λόγος που δώσαμε έμφαση στους πρώιμους γαλαξίες είναι ότι πιστεύουμε ότι αποτελούν το τελικό σημείο της εξέλιξης των γαλαξιών," λέει ο Cappellari. «Έχουν ήδη εξαντλήσει το αέριο τους από το οποίο σχηματίστηκαν τα αστέρια, και είναι τώρα «ερυθρά και νεκρά». Για τους λόγους αυτούς αποτελούν ένα ιδανικό μέρος για να ψάξουμε για τα απολιθώματα της εξέλιξης των γαλαξιών σε δισεκατομμύρια χρόνια».

Στις οπτικές εικόνες, αυτά τα πρώιμα συστήματα (φτιαγμένα από παλιά αστέρια και λίγο αέριο ή σκόνη) είναι ομαλά και απλά, ενώ οι σπειροειδείς γαλαξίες παρουσιάζουν βραχίονες γεμάτους με περιοχές ενεργού σχηματισμού άστρων, και δίσκων πλούσιων σε αέριο και σκόνη. Επίσης, ενώ τα περισσότερα αστέρια σε ένα σπειροειδή γαλαξία περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση στο κεντρικό επίπεδο του, δίνοντας την εντύπωση μιας καθαρής περιστροφής, τα αστέρια των πρώιμου τύπου γαλαξιών γενικά θεωρούνται ότι κινούνται τυχαία, ακυρώνοντας την στροφορμή το ένα του άλλου και δίνοντας σε αυτά τα συστήματα πολύ μικρή καθαρή περιστροφή.

Έχουν ταξινομηθεί λάθος έως τώρα οι γαλαξίες;

Η ομάδα αφού χρησιμοποίησε την φασματοσκοπία για να φτιάξει χάρτες των κινήσεων των άστρων σε αυτού του τύπου γαλαξίες (τους πρώιμους), έκανε ένα συνδυασμό των περιστροφικών δεδομένων με τις οπτικές εικόνες, και κατέληξε έτσι στο συμπέρασμα ότι αυτοί οι γαλαξίες θα μπορούσαν να χωριστούν σε αυτούς με γρήγορη και αυτούς με αργή περιστροφή.

Έτσι, η ομάδα διαπίστωσε ότι η πλειοψηφία των πρώιμων τύπου γαλαξιών, ακόμη και οι ελλειπτικοί που πιστεύεται σήμερα ότι είναι αργά περιστρεφόμενα σφαιροδειδείς, περιστρέφονται σχεδόν τόσο γρήγορα όσο και οι σπειροειδείς. Με βάση λοιπόν αυτή την ανακάλυψη η ομάδα δείχνει ότι αυτοί οι παλιοί γαλαξίες (πρώιμοι) πρέπει να επαναταξινομηθούν ως "αργά περιστρεφόμενοι" και "γρήγορο περιστρεφόμενοι". Πριν από τη μελέτη, οι 260 παλαιότερου τύπου γαλαξίες στο δείγμα χωρίζονταν σε 68 ελλειπτικούς και 192 φακοειδείς.. Ωστόσο, από τη χαρτογράφηση των ταχύτητα τους, η ομάδα πιστεύει ότι θα μπορούσαν να είναι έχουν χαρακτηριστεί καλύτερα ως 36 με αργή περιστροφή και 224 με γρήγορη περιστροφή. Η μέτρηση της ταχύτητας περιστροφής τους μπορεί λοιπόν να βοηθήσει στην μεταξύ τους διάκριση.

«Δεν είναι μια φυσική διάκριση», δήλωσε το μέλος της ομάδας Anne-Marie Weijmans, (Πανεπιστήμιο του Τορόντο). "Οι πρώιμοι και γι αυτό παλαιότεροι γαλαξίες που περιστρέφονται γρήγορα εξακολουθούν να μοιάζουν με ελλειπτικούς και φακοειδείς (lenticulars). Δεν είναι σπειροειδείς επειδή δεν έχουν σπειροειδείς βραχίονες και ένα δίσκο."

"Τα φαινόμενα μπορεί να απατούν," δήλωσε ο Tom Oosterloo από την Ολλανδία.. «Ακόμα και τα αντικείμενα που εμφανίζονται ελλειπτικά, κάπως στρογγυλά και χωρίς ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στον ουρανό, μπορεί να έχουν κλίση και να είναι γρήγορα περιστρεφόμενοι δίσκοι," εξηγεί ο Cappellari. Το εκπληκτικό νέο αποτέλεσμα μας είναι ότι το ποσοστό της εσφαλμένης ταξινόμησης φτάνει το 66% για τους γαλαξίες που ταξινομούνται ως τώρα σαν ελλειπτικοί από επαγγελματίες αστρονόμους!"

Η νέα προτεινόμενη ταξινόμηση των γαλαξιών όπου υπάρχουν αυτοί που περιστρέφονται αργά και τους απογυμνωμένους από σπείρες που περιστρέφονται γρήγορα.

Η ομάδα Atlas3D προτείνει το πιο πάνω σύνθετο διάγραμμα ως εναλλακτική λύση στο διάγραμμα διαπασών του Hubble για να κατατάξει τους γαλαξίες. Οι παλαιότεροι ή πρώιμου τύπου γαλαξίες που βρίσκονται αριστερά στη λαβή, ταξινομούνται ανάλογα με την καθαρή περιστροφή τους. Οι σπειροειδείς τώρα τοποθετούνται από δύο σε τρία “δόντια”. Αυτοί με γρήγορη περιστροφή στο κάτω μέρος πιθανά να εξελίχθηκαν από την οικογένεια με τις σπείρες (είναι δηλαδή απογυμνωμένοι από σπείρες). 

(από physics4u)