Введение

Морфологическая схема классификации галактик, предложенная Эдвином Хабблом. Последовательность Хаббла — это морфологическая схема классификации галактик, опубликованная Эдвином Хабблом в 1926 году. Она часто неформально называется диаграммой "камертона Хаббла", поскольку форма, в которой она традиционно изображается, напоминает камертон. Её изобрели Джон Генри Рейнольдс и сэр Джеймс Джинс. Схема "камертона" разделяет обычные галактики на три основных класса — эллиптические, линзовидные и спиральные — на основе их визуального вида (первоначально по фотографическим снимкам). Четвертый класс включает галактики с неправильной формой. Последовательность Хаббла является наиболее распространенной системой классификации галактик, используемой как в профессиональных астрономических исследованиях, так и в астрономии-любительской практике.

Эллиптические

Слева (в том смысле, в котором обычно изображается эта последовательность) находятся эллиптические галактики. Эллиптические галактики имеют относительно гладкое, лишенное деталей распределение света и выглядят как эллипсы на фотографических изображениях. Они обозначаются буквой E, за которой следует целое число n, указывающее степень их эллиптичности на небе. По условности, n равно десятикратному значению эллиптичности галактики, округленному до ближайшего целого числа, где эллиптичность определяется как для эллипса с длиной большой полуоси a и длиной малой полуоси b. Эллиптичность возрастает слева направо на диаграмме Хаббла, при этом почти круглые (E0) галактики расположены на самом левом краю диаграммы. Важно отметить, что эллиптичность галактики, наблюдаемая на небе, лишь косвенно связана с ее истинной трехмерной формой (например, сплющенная галактика в форме диска может казаться почти круглой при наблюдении с лицевой стороны или сильно эллиптической при наблюдении с ребра). Наблюдения показывают, что наиболее сплющенные "эллиптические" галактики имеют эллиптичность (обозначается E7). Однако, изучая световые и профили эллиптичности, а не только рассматривая изображения, в 1960-х годах было установлено, что галактики E5–E7, вероятно, представляют собой неправильно классифицированные линзовидные галактики с крупномасштабными дисками, наблюдаемыми под различными углами наклона к нашей линии зрения. Наблюдения кинематики галактик ранних типов подтвердили это. Примеры эллиптических галактик: M49, M59, M60, M87, NGC 4125.

Лентикулярные

В центре тюнинг-форка Хаббла, где соединяются две ветви спиральных галактик и эллиптическая ветвь, находится промежуточный класс галактик, известный как линзовидные галактики и обозначаемый символом S0. Эти галактики состоят из яркой центральной выпуклости, похожей на эллиптическую галактику, окруженной протяженной дискообразной структурой. В отличие от спиральных галактик, диски линзовидных галактик не имеют видимой спиральной структуры и не демонстрируют активного звездообразования в заметных количествах. При беглом взгляде на изображение галактики, линзовидные галактики с дисками, ориентированными почти фронтально, трудно отличить от эллиптических галактик типов E0–E3, что затрудняет классификацию многих из них. При наблюдении с ребра диск становится более заметным, и иногда можно увидеть выраженные пылевые полосы в поглощении в оптическом диапазоне длин волн. Во время первоначальной публикации схемы классификации галактик Хаббла существование линзовидных галактик было чисто гипотетическим. Хаббл полагал, что они необходимы как промежуточная стадия между сильно сплющенными "эллиптическими" галактиками и спиралями. Последующие наблюдения (в том числе самим Хабблом) подтвердили его предположение, и класс S0 был включен в окончательное описание последовательности Хаббла Алланом Сэндиджем. В последовательности Хаббла отсутствуют галактики раннего типа с дисками промежуточного размера, занимающие место между типами E0 и S0; Марта Лиллер обозначила их как галактики ES в 1966 году. Линзовидные и спиральные галактики вместе часто называют дисковыми галактиками. Отношение яркости выпуклости к яркости диска в линзовидных галактиках может варьироваться, как и для каждого из морфологических типов спиральных галактик (Sa, Sb и т.д.). Примеры линзовидных галактик: M85, M86, NGC 1316, NGC 2787, NGC 5866, Центавр А.

Физическое значение

Эллиптические и линзовидные галактики обычно объединяют под названием галактик "раннего типа", а спиральные и неправильные галактики – "позднего типа". Эта номенклатура является источником распространенного, но ошибочного представления о том, что последовательность Хаббла была задумана как отражение предполагаемой эволюционной последовательности от эллиптических галактик через линзовидные к спиральным галактикам с перемычкой или без нее. Однако, Хаббл с самого начала четко дал понять, что такая интерпретация не предполагалась: подчеркивается, что номенклатура относится к положению в последовательности, а придание ей временных коннотаций сопряжено с риском. Вся классификация является чисто эмпирической и не предвзята по отношению к теориям эволюции.

Эволюционная картина кажется обоснованной, поскольку в дисках спиральных галактик наблюдается множество молодых звезд и областей активного звездообразования, в то время как эллиптические галактики состоят преимущественно из старых звездных популяций. На самом деле, современные данные указывают на обратное: ранняя Вселенная, по-видимому, была населена преимущественно спиральными и неправильными галактиками. Согласно современной общепринятой модели формирования галактик, современные эллиптические галактики образовались в результате слияний этих более ранних строительных блоков. В то время как некоторые линзовидные галактики могли сформироваться таким образом, другие могли аккрецировать свои диски вокруг уже существующих сфероидов. Некоторые линзовидные галактики также могут быть эволюционировавшими спиральными галактиками, лишенными газа, что прекратило звездообразование, хотя галактика LEDA 2108986 ставит этот вопрос на повестку дня для обсуждения.

Недостатки

Общая критика схемы Хаббла заключается в том, что критерии отнесения галактик к классам субъективны, что приводит к тому, что разные наблюдатели могут отнести одну и ту же галактику к разным классам (хотя опытные наблюдатели обычно соглашаются в пределах одного типа Хаббла). Хотя это не является серьезным недостатком, как показано в Атласе галактик Хаббла 1961 года, и справедливо для линзовидных галактик. Другая критика схемы классификации Хаббла состоит в том, что, основываясь на внешнем виде галактики на двухмерном изображении, классы лишь косвенно связаны с ее истинными физическими свойствами. В частности, возникают проблемы из-за эффектов перспективы. Одна и та же галактика будет выглядеть совершенно по-разному, если смотреть на нее с ребра, по сравнению с видом "лицом" или "сбоку". В связи с этим, ранняя последовательность типов представлена недостаточно полно: галактики ES отсутствуют в последовательности Хаббла, а галактики E5–E7 фактически являются галактиками S0. Кроме того, отсутствуют также галактики с перемычкой ES и S0. Визуальная классификация также менее надежна для слабых или далеких галактик, и внешний вид галактик может меняться в зависимости от длины волны света, в которой они наблюдаются. Тем не менее, последовательность Хаббла по-прежнему широко используется в области внегалактической астрономии, и типы Хаббла известны своей корреляцией со многими физически значимыми свойствами галактик, такими как светимость, цвета, массы (звезд и газа) и скорости звездообразования. В июне 2019 года участники проекта Galaxy Zoo заявили, что общепринятая классификация Хаббла, особенно в отношении спиральных галактик, может не подтверждаться имеющимися данными. Следовательно, схему, возможно, потребуется пересмотреть.