Какие бывают типы галактик

Коротко:

• Основная классификация — схема Хаббла: эллиптические, линзовидные, спиральные (обычные и с перемычкой) и неправильные.
• Спиральные галактики наиболее распространены среди близких к нам и активно образуют звёзды.
• Эллиптические почти не содержат газа и пыли, звёзды в них старые, а форма — от шарообразной до сильно вытянутой.
• Линзовидные занимают промежуточное положение: есть диск и балдж, но нет спиральных рукавов.
• Неправильные галактики часто возникают после столкновений или просто не успели приобрести упорядоченную форму.
• Наш Млечный Путь — спиральная галактика с перемычкой.

Галактики — это огромные звёздные системы, в которых собраны звёзды, газ, пыль и тёмная материя. Они отличаются размерами, массой, количеством звёзд и, главное, внешним видом. Именно по форме астрономы и разделяют их на типы. Самая известная и до сих пор базовая система — морфологическая классификация Эдвина Хаббла, которую он предложил в 1920-х годах. Её часто изображают в виде «камертона Хаббла».

Схема не идеальна — она описывает преимущественно внешний вид на фотографиях в видимом свете и не учитывает все физические процессы. Тем не менее именно с неё начинают почти все обзоры. Позже Жерар де Вокулёр расширил её, добавив больше деталей о перемычках, кольцах и степени открытости рукавов. В итоге мы имеем довольно удобную и понятную картину.

В этой статье разберём главные типы, чем они отличаются, как эволюционируют и что интересного можно увидеть на реальных снимках. Без лишних сложностей, но с фактами, которые проверены наблюдениями телескопов NASA и ESA.

Классификация Хаббла: как всё устроено

Хаббл разделил галактики на три большие группы плюс отдельный класс неправильных. Левая часть «камертона» — эллиптические. Далее идут линзовидные (S0). Затем схема разветвляется на две ветви спиральных: обычные (S) и с перемычкой (SB). В конце — неправильные.

Важно понимать: это не эволюционная последовательность в прямом смысле. Хаббл сначала думал, что эллиптические «стареют» в спиральные, но современные данные показывают более сложную картину. Галактики меняют форму из-за столкновений, поглощения спутников и истощения газа.

• Эллиптические (E) — гладкие, без рукавов и диска.
• Линзовидные (S0) — есть диск и балдж, но нет спиральной структуры.
• Спиральные (S и SB) — плоский диск с рукавами.
• Неправильные (Irr) — хаотичная форма.

Эта базовая схема работает для большинства ярких галактик. Для карликовых и очень далёких нужны дополнительные критерии.

Эллиптические галактики

Они выглядят как эллипсы разной степени сплюснутости. Классифицируют их по формуле, которая зависит от соотношения осей: от E0 (почти шарообразные) до E7 (наиболее вытянутые). Далее уже начинаются линзовидные.

Внутри почти нет холодного газа и пыли. Звёзды преимущественно старые, красные. Орбиты хаотичные, без упорядоченного вращения диска. Поэтому новые звёзды почти не рождаются. Многие эллиптические галактики окружены большим количеством шаровых скоплений.

Крупные эллиптические часто находятся в центрах скоплений галактик. Считается, что они растут преимущественно за счёт слияния спиральных систем. После нескольких таких «столкновений» газ расходуется или выбрасывается, а звёзды перемешиваются в эллипсоидную форму.

Карликовые эллиптические и сфероидальные — отдельная история. Они значительно меньше и по свойствам ближе к неправильным. По наблюдениям, именно карликовые галактики самые многочисленные во Вселенной, хотя их трудно заметить на больших расстояниях.

Линзовидные галактики

Эти системы стоят посередине между эллиптическими и спиральными. Есть яркий центральный балдж и диск, но рукавов нет. Газа мало, поэтому звездообразование почти остановилось. Звёзды преимущественно старые.

Некоторые линзовидные, возможно, бывшие спиральные, у которых рукава «погасли» после истощения газа. Другие могли образоваться после слияния. Когда смотришь на них сбоку, они напоминают линзу — отсюда и название.

В классификации Хаббла их обозначают S0. Если есть перемычка — SB0. На практике их иногда сложно отличить от эллиптических, особенно если галактика повёрнута ребром к нам.

Спиральные галактики

Самый известный и самый красивый тип. Плоский диск, центральный балдж, спиральные рукава, где активно рождаются звёзды. Рукава подсвечены молодыми горячими звёздами и зонами ионизированного водорода.

Делят по размеру балджа и тому, насколько туго закручены рукава:

• Sa — большой балдж, тугие рукава;
• Sb — промежуточный вариант;
• Sc — маленький балдж, открытые, хорошо видимые рукава.

Примерно две трети спиральных имеют перемычку — вытянутую структуру из звёзд, проходящую через центр. Такие называют спиральными с перемычкой (SB). Наш Млечный Путь именно такой: SB(rs)bc или близкая классификация. Андромеда тоже имеет перемычку.

Перемычка, по современным представлениям, свидетельствует о зрелости галактики. Она помогает перегонять газ к центру и может влиять на активность ядра.

В диске спиральных галактик много газа и пыли. Именно поэтому они выглядят яркими и «живыми». Гало вокруг состоит из старых звёзд и шаровых скоплений.

Неправильные галактики

Всё, что не укладывается в предыдущие категории. Форма хаотичная, без чёткого диска или эллипса. Часто богаты газом и активно образуют звёзды.

Некоторые неправильные — это карликовые системы, которые просто не успели сформировать упорядоченную структуру. Другие — результат близких прохождений или столкновений. Классические примеры — Большое и Малое Магеллановы Облака, спутники Млечного Пути. Большое имеет слабую перемычку и иногда классифицируется как SBm, Малое — как типичная неправильная (Im).

В ранней Вселенной неправильных галактик было больше. Со временем многие из них эволюционировали или были поглощены более крупными системами.

Сравнение основных типов

Таблица показывает общую тенденцию. Есть исключения: некоторые эллиптические имеют следы недавнего звездообразования после слияния, а отдельные спиральные почти «погасли».

Другие классификации и особенности

Кроме морфологии, галактики делят по активности ядра. Примерно 10 % имеют активные ядра, где сверхмассивная чёрная дыра поглощает вещество и излучает энергию. Среди них — сейфертовские галактики и квазары.

Есть также особые типы: кольцевые, полярно-кольцевые, пекулярные (после сильных взаимодействий). В скоплениях преобладают эллиптические и линзовидные, в поле — спиральные. Это так называемая морфолого-плотностная зависимость.

По оценкам, в наблюдаемой Вселенной от сотен миллиардов до примерно двух триллионов галактик. Большинство — карликовые, и их трудно посчитать точно.

Как галактики меняются со временем

Форма не вечна. Спиральные могут потерять газ и стать линзовидными. Слияние двух спиральных часто даёт эллиптическую. Карликовые поглощаются более крупными системами. Млечный Путь уже «съел» несколько меньших галактик и в будущем сольётся с Андромедой — через несколько миллиардов лет.

На практике, когда смотришь глубокие снимки телескопа «Джеймс Уэбб» или Хаббла, видно, как далёкие галактики выглядят более хаотичными. Это отражает ранние этапы эволюции, когда столкновения были чаще.

Лично замечал: на любительских снимках даже близкие спиральные иногда кажутся «грязными» из-за пылевых полос. А эллиптические выглядят почти идеально гладкими — и именно поэтому менее эффектными для публики, хотя физически не менее интересны.

Если хотите глубже разобраться, начните с каталогов Мессье и NGC. Там много ярких примеров каждого типа. Или просто откройте архив снимков телескопа Хаббла — там есть тысячи галактик, классифицированных по схеме, которую мы только что рассмотрели. Это лучший способ увидеть, насколько разнообразна звёздная Вселенная на самом деле.