Морфологи́ческая классифика́ция гала́ктик — классификация галактик по их внешнему виду. Существуют различные схемы морфологической классификации галактик: среди них в качестве основной используется классификация Хаббла , которая довольно проста, но её достаточно, чтобы описывать основные свойства галактик.

В основе системы классификации Хаббла лежит разделение галактик на эллиптические , линзовидные , спиральные — с баром и без него — и неправильные , которые образуют последовательность, разделяющуюся на две части. Типы галактик, в свою очередь, делятся на подклассы: эллиптические — по степени видимой сплюснутости, а спиральные — по выраженности балджа относительно диска , углу закрутки спиральных рукавов и тому, насколько они гладкие или, наоборот, клочковатые. Данная схема в первоначальной форме была создана в 1926 году и оказалась достаточно удобной, кроме того, была обнаружена корреляция различных параметров галактики и её морфологического типа. Поэтому классификация Хаббла с небольшими изменениями широко используется до сих пор, а большинство используемых ныне схем классификации представляют собой дальнейшее её развитие.

Один из примеров доработанной схемы Хаббла — классификация Вокулёра — содержит несколько нововведений. В частности, в ней используется деление линзовидных галактик на подклассы по выраженности различных деталей, а спиральные галактики разделены на подклассы более тонко. Два дополнительных отдельных измерения в классификации составляют степень выраженности бара и кольца , так что классификацию Вокулёра можно представить в объёмном виде. Дополнительно в этой схеме могут быть обозначены такие структуры, как, например, внешние кольца и линзы .

Классификация ван ден Берга , также называемая DDO-классификацией, также основывается на схеме Хаббла. В схеме ван ден Берга линзовидные галактики рассматриваются не как переходный тип между эллиптическими галактиками и спиральными, а как отдельная последовательность, наравне со спиральными галактиками. Между этими двумя последовательностями выделяется последовательность анемичных галактик , которые от нормальных спиральных галактик отличаются нечётким, слабым спиральным узором. Подтипы линзовидных, анемичных и спиральных галактик определяются по степени выраженности балджа относительно диска. Кроме того, в схеме ван ден Берга выделяются различные классы светимости, поскольку между яркими и тусклыми галактиками также наблюдаются различия в морфологии.

В классификации Моргана , также называемой Йеркской системой, в первую очередь рассматривается спектральный тип галактики, соответствующий спектральным классам звёзд , а также тесно связанная с ним концентрация яркости к центру галактики. Спектральный тип, определяемый по этим показателям, коррелирует с типом галактики по Хабблу. В качестве вторичного параметра используется видимая форма галактики.

До создания системы Хаббла предлагались и другие схемы классификации, однако они по разным причинам не прижились. Общепринято выделяют и особые типы галактик, например, карликовые галактики , галактики с низкой поверхностной яркостью и пекулярные галактики .

Общие сведения

Наблюдаемые формы галактик довольно разнообразны, и разделение их на классы по морфологии может быть полезным для дальнейшего исследования этих объектов . Существует множество схем морфологической классификации галактик, но общепринятой и в то же время достаточно детальной среди них нет. Классификация Хаббла довольно проста, но её достаточно для того, чтобы описывать основные свойства галактики, поэтому она остаётся основной схемой .

Внешний вид одной и той же галактики может сильно различаться на изображениях с разной глубиной или в разных диапазонах длин волн. При сравнении изображений разных галактик и их классификации нужно это учитывать: например, спиральные рукава галактик хорошо выделяются в одних фотометрических полосах и плохо — в других. Обычно схемы классификации галактик основываются на их изображениях в оптическом диапазоне . При этом нужно учитывать, что сравнение галактик друг с другом должно производиться по собственному излучению галактики: например, если галактика с красным смещением ${\displaystyle z=1}$ наблюдается в фотометрической полосе R , то для того, чтобы сравнить с ней галактику из ближней Вселенной, необходимо использовать её изображение в полосе U — в более коротких волнах . Очень удалённые галактики наблюдаются такими, какими они были миллиарды лет назад, в ранней Вселенной , поэтому они имеют неправильную, асимметричную форму, так что для них могут использоваться другие схемы классификации .

Как правило, схемы классификации предусматривают, что класс галактики определяется субъективно, а не по количественному измерению их параметров. Это нередко приводит к тому, что разные астрономы , определяя типы галактик независимо друг от друга, относят одну и ту же галактику к разным, хотя и близким классам. Несмотря на эту нестрогость, различные схемы классификации широко применяются . Для массовой классификации галактик могут использоваться средства гражданской науки , например, с такой целью создан проект Galaxy Zoo . Кроме того, существуют и компьютерные программы, определяющие морфологический тип галактик .

Основные схемы классификации галактик

Схема	Критерии классификации	Некоторые обозначения	Примеры классификации
Хаббла	Угол закрутки и клочковатость спиральных рукавов , выраженность балджа относительно диска , наличие бара	E, S0, S, SB, Irr; a, b, c	M87 : E1 M31 : Sb M101 : Sc БМО : Irr I
Вокулёра	Угол закрутки спиральных рукавов, выраженность балджа относительно диска, наличие бара и кольца	E, S0, S, SB, I; a, b, c, d, m; (r), (s)	M87: E1P M31: SA(s)b M101: SAB(rs)cd БМО: SB(s)c
ван ден Берга	Количество молодых звёзд в диске, степень концентрации яркости в центре, выраженность и длина спиральных рукавов, наличие бара	E, S0, A, S, Ir; B; a, b, c; I, II…V	M87: E1 M31: Sb I—II M101: Sc I БМО: Ir III—IV
Моргана	Степень концентрации яркости в центре, цвет и спектр, однородность, наличие бара	k, g, f, a; E, R, D, S, B, I	M87: kE1 M31: kS5 M101: fS1 БМО: afI2

Классификация Хаббла

Первую систему классификации, которая стала общепринятой, создал Эдвин Хаббл в 1926 году, позднее она была названа именем её создателя. Типы галактик в данной схеме образуют последовательность, которая разделяется на две ветви, поэтому её также называют « камертон Хаббла» .

В системе классификации Хаббла первоначально выделялись эллиптические , спиральные и неправильные галактики , которые в свою очередь делились на подклассы (см. ниже ). В эллиптических галактиках (E) практически никогда не наблюдается деталей структуры, а только постепенное увеличение яркости к центру, в то время как в спиральных на фоне диска присутствуют более яркие спиральные рукава . В классификации Хаббла разделяются спиральные галактики с баром (перемычкой в центре, обозначаются SB) и без него (обозначаются S). Неправильные галактики (Ir или Irr) имеют асимметричную, клочковатую форму. Позднее, в 1936 году, Хаббл добавил линзовидные галактики (S0), которые имеют форму диска, но лишены спиральных рукавов . При этом предполагается, что переход между различными типами галактик плавный .

Эллиптические галактики делятся на подтипы от E0 до E7, которые различаются степенью видимой эллиптичности: галактики, имеющие круглую форму, относятся к подтипу E0, а наиболее сплюснутые — E7. При отношении размеров малой и большой полуоси галактики ${\displaystyle b/a}$ номер её подтипа равняется ${\displaystyle 10\cdot (1-b/a)}$ , так что, например, у галактики E5 большая полуось вдвое больше, чем малая. Эллиптических галактик, более сплюснутых, чем E7, не существует .

Спиральные галактики делятся на подтипы Sa, Sb, Sc или, для галактик с баром, SBa, SBb, SBc. Спиральную галактику относят к одному из этих классов на основе выраженности балджа относительно диска , угла закрутки спиральных рукавов и их клочковатости. Эти параметры частично коррелируют друг с другом: галактики типа Sa и SBa имеют крупные балджи, туго закрученные и гладкие спиральные рукава, а галактики типа Sc и SBc — небольшие балджи и раскрытые, клочковатые спиральные рукава. Типы Sb и SBb имеют промежуточные характеристики .

Неправильные галактики делятся на два подтипа: Irr I и Irr II. К галактикам типа Irr I относят объекты, в которых наблюдаются яркие участки, содержащие звёзды классов O и B , а к Irr II — неправильные галактики с более гладкой структурой .

В последовательности Хаббла принято помещать эллиптические галактики в левой части, а два типа спиральных — в правой: в одной ветви спиральные галактики с баром, в другой — без бара. Линзовидные галактики расположены между эллиптическими и спиральными — на «раздвоении» последовательности, а неправильные галактики обычно в последовательность не включают. Разные типы галактик могут называть «ранними» (E, S0, Sa) или «поздними» (Sc, Irr). Такая терминология — след устаревших представлений об эволюции галактик : считалось, что галактики эволюционируют вдоль последовательности, из эллиптических становятся спиральными, а затем неправильными . В частности, галактики классов Sa и SBa называют спиральными галактиками раннего типа, Sc и SBc — позднего типа, а Sb и SBb — промежуточного типа .

• Галактики разных типов по Хабблу в обзоре SDSS
• 
  NGC 3608 (E2)
• 
  NGC 6278 (S0)
• 
  NGC 4305 (Sa)
• 
  NGC 3184 (Sc)
• 
  NGC 3367 (SBc)
• 
  (Irr)

Оценка системы и идеи развития

Схема Хаббла оказалась достаточно удобной, поэтому с небольшими изменениями она широко используется до сих пор, а большинство ныне используемых схем классификации представляют собой дальнейшее развитие схемы Хаббла . Кроме того, с морфологическим типом галактики по Хабблу коррелируют различные физические параметры галактик. Например, у галактик более поздних типов показатели цвета в среднем более голубые, поверхностная яркость ниже, а доля нейтрального водорода в общей массе — больше, чем у галактик ранних типов . Наблюдается также корреляция между морфологическим типом и окружением галактики: в плотном окружении, например, в скоплениях галактик , чаще встречаются эллиптические и линзовидные галактики, чем в изоляции .

Однако схема Хаббла всё же имеет недостатки и неточности, так что разные астрономы предпринимали попытки её улучшить. Например, подклассы эллиптических галактик в целом не коррелируют с какими-либо физическими параметрами, а отражают в первую очередь наклон галактики к лучу зрения . Классификация спиральных галактик оказалась неполной и не отражающей всего разнообразия структур этих объектов .

Хаббл после 1936 года также работал над улучшением своей схемы, однако он так и не опубликовал каких-либо окончательных результатов. В 1961 году Аллан Сэндидж , с учётом промежуточных результатов Хаббла на основании его записей, опубликовал «Хаббловский атлас галактик» . Получившуюся систему иногда называют системой Хаббла — Сэндиджа .

Классификация эллиптических галактик

Одно из направлений, в котором развивали систему Хаббла, было связано с классификацией эллиптических галактик. Например, (англ.) ( и Ральф Бендер в 1996 году обнаружили, что характеристики эллиптических галактик коррелируют с отклонением формы этих галактик от эллиптической . Форма галактики может быть «дискообразной» ( англ. disky ) и «коробкообразной» ( англ. boxy ): в первом случае наблюдается избыток яркости вдоль большой и малой оси эллипса, который приблизительно описывает форму галактики, а во втором случае — избыток яркости вдоль биссектрис к этим осям. В более строгой, количественной форме это выражается величиной одного из слагаемых при разложении формы изофот в ряд Фурье .

Эллиптические галактики дискообразной формы заметно вращаются, имеют умеренные светимости, ядра у них не слишком выражены. Они имеют собственную форму сплюснутого двухосного эллипсоида , а распределение скоростей звёзд в них изотропное . Коробкообразные эллиптические галактики более крупные, практически не вращаются, а ядро у них выражено достаточно чётко. По форме они близки к трёхосным эллипсоидам , что связано с анизотропией распределения скоростей в них. Коробкообразные галактики составляют более ранний морфологический тип, чем дискообразные, и, по всей видимости, эти два типа объектов имеют разную природу .

• Примеры эллиптических галактик с ярко выраженной коробкообразной и дискообразной формой в обзоре SDSS
• 
  NGC 5322 (коробкообразная)
• 
  NGC 4660 (дискообразная)

Классификация линзовидных галактик

В первоначальной хаббловской схеме классификации линзовидные галактики не делились на подклассы. Более того, долгое время не было известно галактик «чистого» типа S0, поскольку все известные дисковые галактики, в которых не наблюдалось рукавов, обладали баром, и их относили к типу SBa. В классификации Хаббла — Сэндиджа 1961 года линзовидные галактики были разделены на «нормальные» линзовидные галактики (S0) и линзовидные галактики с баром (SB0) .

Тип S0 был разделён на подклассы S0 ₁ , S0 ₂ , S0 ₃ на основании того, насколько в диске галактики выражена : в галактиках типа S0 ₁ пылевая полоса отсутствует, а в S0 ₃ чётко выражена; класс S0 ₂ соответствует промежуточному состоянию. Класс SB0 был разделён на SB0 ₁ , SB0 ₂ , SB0 ₃ по степени выраженности бара: в SB0 ₁ бар короткий и широкий и наблюдается лишь как увеличение яркости по сторонам вблизи центра, в SB0 ₃ бар узкий и протяжённый, а SB0 ₂ обозначает промежуточное состояние .

Кроме того, было обнаружено, что линзовидные галактики в среднем тусклее, чем эллиптические и спиральные галактики раннего типа, поэтому маловероятно, что линзовидные галактики составляют промежуточный класс между классами E и Sa с точки зрения физических характеристик .

Классификация спиральных галактик

В последующих схемах спиральные галактики также классифицировали более детально. Например, Жерар Анри де Вокулёр добавил промежуточные классы между галактиками типы Sc (либо SBc) и Irr, а также ввёл дополнительный критерий классификации — по наличию в галактике кольца (см. ниже ) .

Классификация Вокулёра

Одно из улучшений классификации Хаббла разработал Жерар Анри де Вокулёр в 1959 году, данная система носит его имя. Поскольку к её созданию привела дискуссия Вокулёра и Аллана Сэндиджа по поводу возможного развития классификации Хаббла, эту систему иногда называют классификацией Вокулёра — Сэндиджа . В системе Вокулёра классификация проводится по трём параметрам .

Первый параметр называют «ступенью» ( англ. stage ) или «типом» ( англ. type ). Тип с некоторыми изменениями соответствует типу галактики в классификации Хаббла, от эллиптических к линзовидным , а затем спиральным и неправильным . Второй параметр — «семейство» ( англ. family ) — зависит от наличия и выраженности бара , причём по этому признаку классифицируются не только спиральные галактики, как в системе Хаббла, но также линзовидные и неправильные . Третий параметр — «разновидность» ( англ. variety ) — описывает наличие и выраженность кольца в центральной части галактики .

Например, NGC 4340 — линзовидная галактика позднего типа и имеет тип S0 ⁺ . В ней присутствует и бар, и кольцо, так что она относится к семейству SB и к разновидности (r). Таким образом, её полное обозначение по Вокулёру — SB(r)0 ⁺ .

Таким образом, можно говорить об «объёме классификации» ( англ. classification volume ), а схему можно представить в виде трёхмерной фигуры, похожей на веретено . По оси «веретена» отмечены типы галактик от эллиптических к неправильным, а перпендикулярно оси — семьи и разновидности, то есть различные варианты того, насколько могут быть выражены бар и кольцо для данного типа галактик . Поскольку галактики, наиболее близкие к эллиптическим и к неправильным, не демонстрируют особого разнообразия по семьям и разновидностям, то объём классификации сужается к краям. Например, в галактиках поздних типов кольца практически не встречаются, зато очень часто имеются бары .

Дополнительно в классификации Вокулёра введены обозначения : для неточно определённых классов и ? для сомнительных .

Типы

Типы галактик в системе классификации Вокулёра отчасти похожи на те, что встречались в системе Хаббла, однако есть и отличия. Тип — наиболее важная часть классификации галактики .

Эллиптические галактики

По сравнению с системой Хаббла, в классификацию эллиптических галактик были добавлены классы cE ― компактные ― и E ⁺ ― позднего типа. Изначально тип E ⁺ должен был обозначать переходный тип между эллиптическими галактиками и линзовидными, однако иногда его используют для обозначения ярчайших эллиптических галактик в скоплениях, у которых присутствуют тусклые внешние оболочки .

• Эллиптические галактики разных типов по Вокулёру в обзоре SDSS
• 
  (cE4)
• 
  M 59 (E5)
• 
  NGC 4623 (E ⁺ 7)

Линзовидные галактики

Для линзовидных галактик добавлено разделение на ранние (S0 ⁻ ), промежуточные (S0 или S0 ⁰ ) и поздние (S0 ⁺ ) в порядке увеличения количества видимых деталей в них. Например, галактики типа S0 ⁻ на изображениях легко перепутать с эллиптическими. Также добавлен переходный класс между линзовидными и спиральными галактиками S0/a, в котором начинает проявляться спиральная структура .

• Линзовидные галактики разных типов по Вокулёру в обзоре SDSS
• 
  NGC 4203 (S0 ⁻ )
• 
  NGC 6278 (S0 ⁰ )
• 
  NGC 4324 (S0+)
• 
  NGC 932 (S0/a)

Спиральные и неправильные галактики

В системе Вокулёра неправильные галактики включены в общую последовательность и идут после спиральных . К типам спиральных галактик Sa, Sb, Sc, которые были в классификации Хаббла, Вокулёр добавил тип Sd — спиральные галактики очень позднего типа — и Sm — магеллановы спиральные галактики . Неправильные галактики получили обозначение Im. Помимо этого, для более тонкой классификации были введены промежуточные типы: Sab для галактик между Sa и Sb и аналогично Sbc, Scd, Sdm .

Кроме того, был выделен тип неправильных галактик I0, используемый в случаях, когда галактика не выглядит асимметричной и неупорядоченной. Примером здесь может служить NGC 5253 , которая напоминает линзовидную галактику, но без балджа , а её спектр соответствует ранним спектральным классам .

Как и в системе Хаббла, типы спиральных галактик отличаются степенью выраженности балджа , углом закрутки спиральных рукавов и их клочковатостью. В галактиках типа Scd балдж очень мал, спиральные рукава раскрыты и выглядят как состоящие из отдельных пятен, ещё больше это выражено в типе Sd, где спиральные рукава вообще выражены нечётко. Галактики типов Sdm и Sm асимметричны, балдж в них практически отсутствует, в галактиках типа Sm иногда может быть только один рукав, а бар , если присутствует, то нередко смещён относительно центра .

• Спиральные и неправильные галактики разных типов по Вокулёру в обзоре SDSS (галактики без бара)
• 
  NGC 4305 (SAa)
• 
  NGC 5351 (SAb)
• 
  NGC 3184 (SAc)
• 
  NGC 5668 (SAd)
• 
  (SAm)
• 
  (Im)

• Спиральные и неправильные галактики разных типов по Вокулёру в обзоре SDSS (галактики с баром)
• 
  NGC 4314 (SBa)
• 
  M 95 (SBb)
• 
  NGC 3367 (SBc)
• 
  NGC 4519 (SBd)
• 
  NGC 4618 (SBm)
• 
  NGC 4449 (IBm)

Типы галактик, видимых с ребра

В случае, если галактика наблюдается «с ребра», то есть когда диск сильно наклонён к картинной плоскости, в класс галактики вносится некоторая неопределённость. В частности, трудно определить наличие бара или кольца в такой галактике, поэтому семейство и разновидность галактики не всегда известны. При этом тип галактики определяется достаточно надёжно. Галактики, наблюдаемые с ребра, получают дополнительное обозначение sp — от англ. spindle — «веретено» .

• Галактики разных типов по Вокулёру, наблюдаемые с ребра, в обзоре SDSS
• 
  NGC 7332 (S0 ⁰ )
• 
  NGC 5866 (S0/a)
• 
  NGC 1055 (Sab)
• 
  NGC 4217 (Sb)
• 
  NGC 4010 (Sc)
• 
  (Sd)

Числовые ступени

Для разных типов галактик Вокулёр ввёл числовые ступени ${\displaystyle T}$ , что может быть полезно при количественном анализе галактик :

Значения числовых ступеней для разных типов галактик

Тип галактики	cE	E	E +	S0 −	S0 0	S0 +	S0/a	Sa	Sab	Sb	Sbc	Sc	Scd	Sd	Sdm	Sm	Im
Ступень ${\displaystyle T}$	−6	−5	−4	−3	−2	−1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Семейства

Семейство галактики отражает наличие и выраженность бара в ней, причём в системе Вокулёра, в отличие от хаббловской, предусмотрена возможность наличия бара не только в спиральных , но и в линзовидных и неправильных галактиках . Те галактики, в которых бар полностью отсутствует , получают обозначение SA, а те, в которых бар хорошо выражен , — SB, помимо этого, есть обозначение SAB для галактик, где бар присутствует, но выражен более слабо, чем в галактиках типа SB, — такие называют галактиками переходного типа . Для ещё более тонкой классификации могут использовать семейства S A B и SA B : первое расположено между SA и SAB, а второе — между SAB и SB. Семейство S A B используется для наименее выраженных баров, а SA B — для баров, немного более слабых, чем в SB .

• Спиральные галактики разных семейств в обзоре SDSS
• 
  M 74 (SA)
• 
  NGC 2964 (S A B)
• 
  NGC 4535 (SAB)
• 
  M 66 (SA B )
• 
  M 109 (SB)

Разновидности

Разновидность галактики зависит от того, присутствует ли и насколько выражено кольцо в её внутренней части. Если кольцо присутствует, то обычно спиральные рукава начинаются от него. Галактики, в которых кольцо чётко выражено и непрерывно либо почти непрерывно, получают обозначение (r), а те, в которых оно отсутствует, а спиральные рукава начинаются явно из центра, обозначаются (s). Промежуточное состояние обозначается (rs), к нему относятся, например, явно неполные кольца. Также используются разновидности ( r s) и (r s ): первая расположена между (r) и (rs), а вторая — между (rs) и (s). Разновидность ( r s) используется для колец, которые состоят из туго закрученных спиральных рукавов и не полностью закрыты, а (r s ) — для очень слабо различимых структур подобного типа .

• Спиральные галактики разных разновидностей в обзоре SDSS
• 
  NGC 5850 (r)
• 
  NGC 5905 ( r s)
• 
  NGC 266 (rs)
• 
  NGC 5371 (r s )
• 
  NGC 3507 (s)

Дополнительные детали структуры

При наличии в галактике особых видов колец или псевдоколец, баров , а также линз , используются соответствующие дополнительные обозначения .

Кольца и псевдокольца

При классификации галактик по разновидности рассматриваются только внутренние кольца — кольца средних размеров, которые по размеру совпадают с баром, если тот присутствует, но в галактиках встречаются и другие типы колец. Внешние кольца ― более крупные, часто диффузные структуры, размеры которых обычно приблизительно вдвое больше, чем у баров, ― обозначаются (R) перед стандартным обозначением галактики. Например, галактика типа SB(r)0 ⁺ , у которой есть внешнее кольцо, будет обозначаться (R)SB(r)0 ⁺ . Известны и галактики, обладающие двумя раздельными внешними кольцами, ― они получают дополнительное обозначение (RR). Внешние псевдокольца ― структуры, которые внешне похожи на кольца, но физически представляют собой спиральные рукава , которые закручены таким образом, что замыкаются ― они обозначаются (R′) .

Выделяют также особые подтипы внешних колец и псевдоколец :

• Внешние кольца типа (R ₁ ) отличаются небольшими вогнутостями вблизи концов бара;
• Псевдокольца типа (R′ ₁ ) внешне похожи на кольца типа (R ₁ ), но представляют собой два спиральных рукава, закрученных на 180° от концов бара;
• Псевдокольца типа (R′ ₂ ) представляют собой два спиральных рукава, закрученных на 270° от концов бара;
• Структуры типа (R ₁ R′ ₂ ) состоят из кольца типа (R ₁ ) и псевдокольца типа (R′ ₂ ).

• Галактики со внешними кольцами разных видов в обзоре SDSS
• 
  NGC 3945 (R)
• 
  NGC 2962 (R′)
• 
  NGC 5945 (R ₁ )
• 
  NGC 3504 (R′ ₁ )
• 
  NGC 1211 (R ₁ R′ ₂ )
• 
  NGC 5409 (R′ ₂ )

Линзы

Линзы — структуры с практически равномерной яркостью и довольно резкими границами, имеющие круглую или немного вытянутую эллиптическую форму, они часто встречаются в галактиках типа S0. Линзы могут иметь различные размеры, и по аналогии с кольцами их называют внутренними либо внешними. Внутренние линзы получают обозначение (l), а внешние — (L), в обозначении морфологического типа галактики эти символы ставятся на те же места, что и обозначения (r) и (R) для внутренних и внешних колец соответственно. Так, например, галактика NGC 1543 обозначается (R)SB(l)0/a, а NGC 2983 — (L)SB(s)0 ⁺ .

Переход между линзами и кольцами в галактиках может быть плавным: например, для описания внутреннего кольца небольшой контрастности на фоне выраженной внутренней линзы используют обозначение (rl). Для более тонкой классификации могут использоваться типы ( r l) и (r l ), по аналогии с кольцами (см. выше ). Для слабых внешних колец на фоне внешних линз по аналогии применяют обозначение (RL), а также ( R L) и (R L ) для более тонкой классификации. Ещё один редкий тип — внутреннее псевдокольцо на фоне линзы — обозначается (r′l), примером галактики с такой структурой является NGC 4314 .

• Переход между внутренними кольцами и линзами на примере галактик в обзоре SDSS
• 
  NGC 4340 (r)
• 
  NGC 3945 (rl)
• 
  NGC 3245 (l)

Ядерные кольца, бары и линзы

В некоторых случаях в галактиках присутствуют кольца, бары и линзы маленьких размеров, которые называются ядерными. Например, размер ядерного бара в среднем составляет около десятой части размеров обычного; при наличии в галактике баров обоих видов их называют первичным и вторичным барами. Наличие ядерных колец, баров и линз обозначается символами, соответственно, nr, nb и nl, которые ставятся вместе с обозначением разновидности: например, галактика M 95 имеет обозначение SB(r, nr)b .

Классификация ван ден Берга

Ещё одну схему классификации, которая частично опирается на схему Хаббла, разработал Сидни ван ден Берг в 1976 году . Другое название этой системы — DDO-классификация (от англ. David Dunlap Observatory ). В ней галактики имеют два параметра: морфологический тип, который с некоторыми изменениями соответствует типу галактики по Хабблу, и класс светимости, который отражает абсолютную светимость галактики .

Морфологические типы

Морфологические типы галактик в классификации ван ден Берга обозначаются так же, как и в классификации Хаббла, но в первой присутствуют дополнительные типы галактик, а последовательность типов выглядит по-другому. В схеме ван ден Берга линзовидные галактики рассматриваются не как переходный тип между эллиптическими галактиками и спиральными , а как отдельная последовательность, наравне со спиральными галактиками .

Между линзовидными галактиками и спиральными выделяется промежуточная последовательность анемичных галактик (или «бледных спиральных», англ. anemic spirals ) . Анемичные галактики отличаются нечётким, слабым спиральным узором, что вызвано меньшим количеством газа и, следовательно, более низким темпом звездообразования , чем у обычных спиральных галактик того же типа по Хабблу. Объекты такого типа чаще встречаются в скоплениях галактик — по всей видимости, на галактики в скоплениях действует (англ.) ( ( англ. ram pressure ), из-за чего они быстро теряют газ. Анемичные галактики получают обозначение A вместо S для спиральных галактик .

В каждой последовательности выделяются подтипы a, b, c по соотношению светимостей диска и балджа : для подтипов в порядке a, b, c это соотношение возрастает. Таким образом, в последовательности линзовидных галактик выделяют типы S0a, S0b, S0c, анемичных — Aa, Ab, Ac — и спиральных — Sa, Sb, Sc. Кроме того, галактики с выраженным баром дополнительно получают обозначение B, а галактики с более слабым баром — (B), так что типы S, S(B) и SB в системе ван ден Берга соответствуют семействам SA, SAB и SB в системе Вокулёра (см. выше ). Таким образом, например, галактика M 91 имеет морфологический тип A(B)b .

Классы светимости

Второй параметр в системе ван ден Берга — класс светимости, который отражает абсолютную светимость галактики. По аналогии с классами светимости для звёзд классы светимости для галактик обозначаются римскими цифрами: I — сверхгиганты, II — яркие гиганты, III — гиганты, IV — субгиганты и V — карлики, в порядке уменьшения светимости. Классу I соответствует абсолютная звёздная величина −20,5 ^m в полосе B , что эквивалентно светимости 2⋅10 ¹⁰ L _⊙ , а классу V ― величина −14 ^m , соответствующая светимости 10 ⁸ L _⊙ . Промежуточные типы I—II, II—III, III—IV, IV—V также используются .

Галактики разных классов светимости различаются внешне: в частности, сверхгигантские спиральные галактики имеют протяжённые и хорошо очерченные спиральные рукава, а у карликовых спиральных галактик они обычно проявляются слабо и имеют неправильную форму. Спиральные галактики типов Sa и Sb практически не бывают тусклее класса светимости III, в то время как в классе Sc распространены галактики любых светимостей, а среди неправильных галактик, наоборот, не встречаются галактики классов I и II .

По этим причинам в классификации ван ден Берга для класса светимости IV вместо обычных подклассов спиральных галактик выделяют морфологические типы по гладкости спиральных рукавов: S ⁻ , S и S ⁺ . Подтип S ⁻ ― ранний, и в нём рукава наиболее гладкие, а S ⁺ ― поздний, и в нём рукава наиболее клочковатые, S ― промежуточный подтип. Для класса V подклассы выделить не удаётся вообще, поэтому используется одно обозначение S .

• Спиральные галактики разных классов светимости по ван ден Бергу
• 
  M 100 , SDSS (Sc I)
• 
  NGC 3184 , SDSS (Sc II)
• 
  NGC 2403 , SDSS (Sc III)
• 
  NGC 247 , DSS (S ⁻ IV)
• 
  NGC 45 , DSS (S ⁻ IV–V)

Классификация Моргана

В системе классификации, которую разработал Уильям Морган в 1958 году, во внимание принимаются концентрация звёзд и яркости к центру и спектр центральной части в оптическом диапазоне, а во вторую очередь — видимая форма галактики. Иногда она называется Йеркской системой, поскольку Морган разработал её в Йеркской обсерватории .

Спектральные типы галактик

Концентрация звёзд, а следовательно, и яркости к центру, обозначается вместе со спектром в оптическом диапазоне, поскольку эти параметры сильно связаны друг с другом. В схеме Моргана спектральный тип галактики обозначается символами a, f, g, k в соответствии со спектральными классами звёзд A , F , G , K , кроме того, используются промежуточные классы af, fg, gk. В галактиках спектрального типа a концентрация яркости к центру наименьшая, а в галактиках типа k — наибольшая .

Таким образом, к спектральному типу k относятся, например, гигантские эллиптические галактики и такие спиральные , как M 31 , где балдж вносит значительный вклад в светимость, а к типу a — неправильные галактики и спиральные позднего типа. Спектральный тип по Моргану и морфологический тип по Хабблу коррелируют, хотя, например, галактики типа Sc по Хабблу занимают довольно широкий диапазон спектральных типов — от a до g. Тесная связь спектра и концентрации объясняется тем, что звёзды более поздних спектральных классов в галактиках сильнее сосредоточены к центру, чем звёзды ранних классов .

• Спиральные галактики разных спектральных типов по Моргану в обзоре SDSS
• 
  NGC 3389 (a)
• 
  NGC 3485 (af)
• 
  NGC 3512 (f)
• 
  M 100 (fg)
• 
  NGC 5850 (g)
• 
  NGC 6384 (gk)
• 
  M 81 (k)

Семейства галактик по формам

Ещё один параметр классификации — видимая форма галактики. В системе Моргана используются следующие обозначения :

• E — эллиптические галактики;
• S — спиральные галактики;
• B — спиральные галактики с баром ;
• I — неправильные галактики;
• L — галактики низкой поверхностной яркости ;
• N — галактики с ярким ядром;
• D — галактики вращательно-симметричной формы без спиральных рукавов, не похожие на эллиптические.

К галактикам класса N в данной системе могут быть причислены квазары (которые не были известны на момент составления системы), галактики с активными ядрами либо галактики со вспышкой звездообразования в ядре. Класс D включает в себя разные объекты: линзовидные галактики , эллиптические галактики, деформированные приливными взаимодействиями , а также очень яркие эллиптические галактики с протяжёнными оболочками. Эти яркие эллиптические галактики позже были выделены в отдельный тип — галактики типа cD , ныне это название используется и в отдельности от классификации Моргана. Они часто встречаются в центрах скоплений галактик , имеют более пологий градиент яркости во внешних областях, чем обычные эллиптические галактики,, и, по всей видимости, являются результатом многократных слияний либо разрушений множества галактик приливными силами .

К обозначению формы галактики добавляется цифра от 1 до 7, которая отражает видимую сплюснутость галактики. 1 соответствует галактикам, видимым плашмя, 7 — видимым с ребра. Таким образом, например, спиральная галактика со слабой концентрацией яркости к центру, видимая практически плашмя, может иметь класс afS1, а сплюснутая эллиптическая с сильной концентрацией — kE6 .

Классификация спиральных рукавов Элмегрин

В рассмотренных выше системах классификации тип галактики даёт лишь приблизительное представление о виде её спиральных рукавов. Одну из схем, которая более детально рассматривает именно спиральную структуру, разработали (англ.) ( и (англ.) ( в 1987 году. В ней выделяется 10 вариантов спиральной структуры: от AC 1 для галактик, называемых флоккулентными , с неупорядоченными, «рваными» спиральными рукавами, до AC 12 для тех галактик, где спиральные рукава протяжённые, симметричные и чётко прослеживаются, — такие называют галактиками с упорядоченной структурой . Среди галактик остальных типов к флоккулентным относят галактики типов AC 1—4, а к галактикам с упорядоченной структурой — типов AC 5—12. Тип галактики в данной классификации, как выяснилось, не зависит от типа галактики по Хабблу .

Каждый тип, используемый в данной схеме, имеет своё описание :

• AC 1: хаотичные фрагменты спиральных рукавов без какой-либо симметрии;
• AC 2: фрагменты спиральных рукавов, распределённые хаотично;
• AC 3: фрагменты спиральных рукавов, равномерно распределённые вокруг центра;
• AC 4: один выраженный спиральный рукав, либо фрагментированные спиральные рукава;
• AC 5: два симметричных, коротких рукава во внутренних частях галактики, неправильная форма рукавов во внешних областях;
• AC 6: два симметричных рукава во внутренних частях галактики, «перистая» структура во внешних областях;
• AC 7: два симметричных, протяжённых рукава во внешних частях галактики, неправильная форма рукавов во внутренних областях;
• AC 8: туго закрученные кольцеобразные рукава;
• AC 9: два симметричных рукава во внутренних частях галактики, несколько протяжённых рукавов во внешних частях;
• AC 12: два протяжённых симметричных рукава во всём диске.

• Галактики со спиральной структурой разных типов по Элмегрин в обзоре SDSS
• 
  NGC 3447 (AC 1)
• 
  NGC 3274 (AC 2)
• 
  NGC 5055 (AC 3)
• 
  NGC 2403 (AC 4)
• 
  NGC 1084 (AC 5)
• 
  M 95 (AC 6)
• 
  NGC 3227 (AC 7)
• 
  NGC 3504 (AC 8)
• 
  NGC 5364 (AC 9)
• 
  M 51 (AC 12)

Авторы этой классификации также предлагали более простую схему, в которой спиральные галактики разделялись на флоккулентные (F), многорукавные (M) и галактики с упорядоченной структурой (G). По всей видимости, спиральная структура разных видов возникает под действием разных механизмов — например, упорядоченная спиральная структура хорошо объясняется теорией волн плотности , а флоккулентная — (англ.) ( .

Особые типы галактик

Существуют распространённые обозначения некоторых типов галактик, используемые вне зависимости от выбранной схемы классификации . Например, несколько процентов галактик не вписывается в основные схемы классификации — их называют пекулярными (P, от англ. peculiar — «необычный»), а их особенности чаще всего связаны со взаимодействием с другими галактиками .

Карликовые галактики также часто рассматривают отдельно от более ярких и крупных. Эти галактики очень многочисленны, но из-за невысокой светимости их трудно обнаружить на большом расстоянии. Для их обозначения используют префикс d (от англ. dwarf — «карлик»): например, можно выделить карликовые эллиптические галактики (dE) и карликовые неправильные (dIrr), а также более редкий тип — карликовые спиральные (dS). Также встречаются и такие карликовые галактики, у которых практически нет аналогов среди ярких. Это карликовые сфероидальные галактики (dSph) — объекты, похожие на шаровые звёздные скопления , увеличенные в размерах, с низкой поверхностной яркостью , и (dBCG) — галактики небольшого размера, где идёт активное звездообразование , из-за чего у них довольно высокая поверхностная яркость .

Галактики с низкой поверхностной яркостью (LSB, от англ. low surface brightness ) — ещё один выделяемый тип галактик. Вероятно, они многочисленны, но их трудно искать, поскольку их поверхностная яркость значительно ниже, чем яркость ночного неба . Такие галактики могут быть очень разными по размерам .

Галактики с активными ядрами также рассматриваются отдельно. Все их объединяет то, что в их центральных частях происходят процессы, приводящие к выделению большого количества энергии. Выделяют различные типы галактик с активными ядрами: сейфертовские галактики (S), радиогалактики , квазары (Q), лацертиды .

Исторические системы классификации

До создания системы классификации Хаббла существовали и другие схемы классификации галактик, однако они в конечном итоге не прижились. Например, в 1908 году Макс Вольф впервые предложил такую систему, в которой рассматривалась последовательность типов — от наиболее аморфных к таким, в которых спиральная структура чётко видна . Система Вольфа в некоторых работах использовалась до 1940-х годов, а в одной из своих ранних работ её использовал и сам Хаббл. Эта система была даже детальнее, чем система Хаббла, однако некоторые типы объектов в ней в действительности были туманностями внутри Млечного Пути .

Кнут Лундмарк в 1926 году предложил схему, похожую на хаббловскую: в ней также галактики делились на эллиптические, спиральные и неправильные, однако разделялись эти типы на подклассы иным образом: по степени концентрации яркости в центре. Харлоу Шепли в 1928 году также предлагал схему, основанную на степени концентрации яркости в центре, кроме этого, в ней учитывались видимая звёздная величина и видимая сплюснутость галактики. Его схема некоторое время использовалась в Гарвардской обсерватории .

Примечания

Комментарии

Источники

Литература

• Сурдин В. Г. Галактики. — 2-е, исправленное и дополненное. — М. : Физматлит , 2017. — 432 с. — ISBN 978-5-9221-1726-5 .
• , Merrifield M. . — Princeton: Princeton University Press , 1998. — 816 p. — ISBN 978-0-691-23332-1 .
• van den Bergh S. . — Cambr. : Cambridge University Press , 1998. — 111 p. — ISBN 978-0-521-62335-3 . — doi : .

Ссылки

• Buta R. J. // Planets, Stars, and Stellar Systems / ed. by T. D. Oswalt. — N. Y. : Springer Reference , 2011. — Vol. 6 / ed. by W. C. Keel. — arXiv : .