La classificazione morfologica delle galassie è un sistema utilizzato dagli astronomi per classificare le galassie in base alle loro caratteristiche visive. Esistono molteplici schemi di classificazione per le morfologie galattiche, di cui la sequenza di Hubble, sviluppata da Edwin Hubble e successivamente estesa da Gérard de Vaucouleurs e Allan Sandage, è la più rinomata. Tuttavia, la classificazione contemporanea delle galassie e l'analisi morfologica utilizzano prevalentemente tecniche computazionali e morfologia fisica.
La sequenza di Hubble
Introdotta da Edwin Hubble nel 1926, la sequenza di Hubble rappresenta un quadro di classificazione morfologica per le galassie. Viene spesso definito informalmente come il "diapason di Hubble" a causa della sua rappresentazione grafica convenzionale. La struttura di Hubble classifica le galassie in tre classi principali, determinate dai loro attributi visivi, inizialmente osservati su lastre fotografiche.
- Le galassie ellittiche sono caratterizzate da distribuzioni di luce uniformi e indifferenziate e sono presenti come ellissi nelle immagini astronomiche. Sono designati dalla lettera "E", seguita da un numero intero n che quantifica la loro apparente ellitticità nella sfera celeste. Questa specifica valutazione dell'ellitticità deriva dal rapporto tra i loro assi maggiore (a) e minore (b), come segue:
) {\displaystyle E=10\times \left(1-{\frac {b}{a}}\right)}
- Le galassie a spirale sono caratterizzate da un disco appiattito, all'interno del quale le stelle si fondono in una tipica configurazione a spirale a due bracci, accanto a una concentrazione stellare centrale chiamata rigonfiamento, che visivamente ricorda una galassia ellittica. Queste galassie sono designate dal simbolo "S." Circa il cinquanta per cento delle galassie a spirale osservate mostrano anche una struttura a barra che emana dal rigonfiamento centrale; queste sono classificate come spirali barrate e indicate con "SB".
- Le galassie lenticolari, denominate S0, presentano similmente un rigonfiamento centrale luminoso circondato da una morfologia espansiva a forma di disco. Tuttavia, a differenza delle galassie a spirale, i dischi delle galassie lenticolari mancano di bracci a spirale distinguibili e non sono coinvolti in una sostanziale formazione stellare attiva.
Queste categorie generali possono essere ampliate per facilitare distinzioni più precise nell'aspetto e per includere ulteriori tipi di galassie, come le galassie irregolari, che non mostrano alcuna struttura regolare distinguibile, sia discoidale che ellissoidale.
La sequenza di Hubble è spesso raffigurata come una forcella a due punte, che posiziona le galassie ellittiche sulla sinistra, con l'ellitticità che aumenta progressivamente da sinistra a destra. Le galassie a spirale barrate e non barrate costituiscono i due poli paralleli sulla destra. Le galassie lenticolari sono situate tra le ellittiche e le spirali, nel punto in cui i poli convergono con il "manico".
Attualmente, la sequenza di Hubble rimane il sistema predominante per la classificazione delle galassie, ampiamente utilizzata sia nella ricerca astronomica professionale che nell'astronomia amatoriale. Tuttavia, nel giugno 2019, gli scienziati cittadini che hanno partecipato al Galaxy Zoo hanno indicato che la classificazione convenzionale di Hubble, in particolare per quanto riguarda l'interazione tra i bracci di spirale e il nucleo galattico nelle galassie a spirale, potrebbe richiedere una rivalutazione.
Il sistema De Vaucouleurs
Il sistema di de Vaucouleurs per la classificazione delle galassie costituisce un'estensione ampiamente adottata della sequenza di Hubble, inizialmente articolata da Gérard de Vaucouleurs nel 1959. De Vaucouleurs sosteneva che la classificazione bidimensionale di Hubble delle galassie a spirale, che si basava sulla rigidità dei bracci di spirale e sulla presenza o assenza di una barra, non riusciva a caratterizzare in modo completo lo spettro completo delle morfologie galattiche osservate. Nello specifico, ha postulato che anelli e lenti rappresentano elementi strutturali significativi all'interno delle galassie a spirale.
Il sistema di de Vaucouleurs preserva la categorizzazione fondamentale delle galassie di Hubble in ellittiche, lenticolari, spirali e irregolari. Per ampliare il quadro di Hubble, de Vaucouleurs ideò un sistema di classificazione più intricato specifico per le galassie a spirale, fondato su tre caratteristiche morfologiche distinte:
I vari componenti di questo schema di classificazione vengono combinati sequenzialmente, nel loro ordine specificato, per produrre una classificazione completa per una data galassia. Ad esempio, una galassia a spirale che presenta una barra debole, bracci avvolti in modo lasco e una struttura ad anello è designata come SAB(r)c.
Il sistema di classificazione di de Vaucouleurs può essere visivamente concettualizzato come un'estensione tridimensionale del diapason di Hubble, dove lo "stadio" galattico (spiralità) è tracciato lungo l'asse x, la "famiglia" (barratura) lungo l'asse y e la "varietà" (anellatura) lungo l'asse z.
Stadio Hubble numerico
De Vaucouleurs ha inoltre assegnato valori numerici a ciascuna classe di galassie all'interno del suo quadro di classificazione. Lo stadio numerico di Hubble, indicato come T, si estende in un intervallo compreso tra −6 e +10. I valori negativi sono associati alle galassie di tipo precoce, in particolare ellittiche e lenticolari, mentre i valori positivi corrispondono alle galassie di tipo tardivo, comprese le spirali e le irregolari. Di conseguenza, un principio generale impone che valori T più bassi indichino una maggiore proporzione di massa stellare residente nello sferoide o rigonfiamento rispetto al disco. Per le galassie locali, la relazione approssimativa tra il rapporto della massa sferoidale/massa stellare totale (MB/MT) e lo stadio di Hubble è data dalla formula MB/MT=(10−T)§1213§/256.
Le galassie ellittiche sono classificate in tre stadi distinti: compatte ellittiche (cE), ellittiche normali (E) ed ellittiche di tipo tardivo (E+). Allo stesso modo, le galassie lenticolari sono ulteriormente classificate in tipi precoci (S−), intermedi (S§45§) e tardivi (S+). Le galassie irregolari comprendono le galassie irregolari di Magellano (T = 10) e le irregolari "compatte" (T = 11).
L'utilizzo di stadi numerici facilita analisi quantitative più rigorose della morfologia delle galassie.
Schema Yerkes (Morgan)
Lo schema di classificazione Yerkes è stato sviluppato dall'astronomo americano William Wilson Morgan. In collaborazione con Philip Keenan, Morgan ha anche co-creato il sistema MK, che classifica le stelle in base ai loro spettri. Lo schema Yerkes classifica le galassie considerando gli spettri delle stelle che le compongono, le loro forme intrinseche e apparenti e il loro grado di concentrazione stellare centrale.
Ad esempio, la Galassia di Andromeda è classificata come kS5 in questo sistema.
- Catalogo morfologico delle galassie - Catalogo russo di 30.642 galassie
- Galaxy Zoo - Progetto di astronomia in crowdsourcing
- Fritz Zwicky – astronomo svizzero (1898–1974)
Riferimenti
- Le galassie e l'universo: un'introduzione alla classificazione delle galassie
- The Spitzer Infrared Near Galaxies Survey (SINGS) Diapason Hubble, SINGS Spitzer Space Telescope Legacy Science Project
- Vai su GalaxyZoo.org per provare a classificare le galassie come parte di un progetto di comunità aperta dell'Università di Oxford