Eliptická galaxia: definícia, vlastnosti, pôvod a význam vo vesmíre

Tvar a klasifikácia

Eliptické galaxie sa klasifikujú podľa zdanlivej excentricity do tried E0 (takmer guľovité) až E7 (výrazne sploštené). Ich svetelný profil často nasleduje zákon blízky de Vaucouleursovmu r1/4 zákonu, hoci presný tvar môže byť lepšie opísaný Sérsicovou funkciou s rôznym indexom. K veľkým eliptickým galaxiám (tzv. goliášom) patria aj centrálné galaxie galaktických zhlukov, niekedy označované ako cD galaxie.

Hviezdy, plyn a tvorba hviezd

Väčšina eliptických galaxií je zložená prevažne zo starých, červených hviezd s nízkou hmotnosťou, s veľmi malým množstvom studeného plynu a prachu v porovnaní so špirálami. Ich medzihviezdne prostredie je riedke, čo znamená, že tvorba hviezd. je obyčajne minimálna alebo úplne utíchnutá. Mnohé eliptické majú navonok hladké zafarbenie – prevládajú červené farby spôsobené starými hviezdami a nízkou prítomnosťou mladých modrých hviezd.

Kinematika a dynamika

Eliptické galaxie sú z hľadiska kinematiky často riadené náhodnými pohybmi hviezd (veľká rýchlostná disperzia) a menej rotačne podporené než mnohé špirálové galaxie. U menších eliptík môže byť rotácia výraznejšia; u najväčších sú pohyby hviezd často anisotropné, čo odráža komplikovanú históriu spojení a násilných interakcií.

Guľové hviezdokopy, centrálne čierne diery a škála objektov

Eliptické galaxie sú často obklopené veľkým počtom guľových hviezdokôp, ktoré sú starými zostavami hviezd s vlastnými dynamickými a populačnými charakteristikami. V mnohých veľkých eliptikách sa nachádza supermasívna čierna diera v jadre (napríklad známa M87). V rámci eliptických galaxii rozlišujeme aj rôzne podtypy: trpasličie eliptiky (dE), konvenčné eliptiky a kompaktnejšie cE objekty.

Pôvod a evolúcia

Súčasný pohľad je, že veľké eliptické galaxie vznikajú prevažne spájaním menších galaxií a akréciou hmoty počas kozmickej histórie. Takéto kolízie a fúzie môžu zničiť pôvodné diskové štruktúry, zohriať a premiešať hviezdne populácie a vyhnať alebo spotrebovať plyn, čo vedie k zastaveniu tvorby hviezd. Preto sú eliptické galaxie často označované spolu so šošovkovitými galaxie ako galaxie "raného typu" (ETG) podľa Hubblovej postupnosti; v skutočnosti však ide o výsledok zložitej evolučnej dráhy a nie nutne o skutočne „starší“ typ z hľadiska vzniku.

Prostredie a výskyt

Eliptické galaxie sa častejšie nachádzajú v hustejších prostrediach, ako sú jadra galaktických zhlukov a skupín, a často obsadzujú centrálne pozície v týchto systémoch. V texte sa uvádza, že predpokladané percento tvorby eliptík v nadhviezde Panna, nemusí zodpovedať celosvetovému rozdeleniu typov galaxií; celkovo eliptické galaxie tvoria menší podiel všetkých galaxií, hoci medzi najhmotnejšími obyčajne dominujú. Zatiaľ čo v miestnom vesmíre sú eliptiky bežné najmä v zhlukových prostrediach, v vesmíre, teda pri pohľade do hlbokého kosmu (väčších vzdialeností), mení sa pomer typov s evolúciou populácií a prostredím.

Astrofyzikálne významy a pozorovacie nástroje

Eliptické galaxie sú užitočné ako laboratóriá na štúdium starých hviezdnych populácií, dynamiky a formovania štruktúr vo vesmíre. Podieľajú sa na škále korelácií a vzťahov, ako sú Faber–Jacksonov vzťah medzi svetelnosťou a rýchlostnou disperziou alebo tzv. Fundamentálna rovina, ktoré pomáhajú s odhadom hmotností a vzdialeností. Röntgenové pozorovania často odhaľujú horúci medzigalaktický plyn okolo veľkých eliptík, čo informuje o celkovej hmotnosti a histórii akrécie.

Zhrnutie

• Eliptické galaxie majú hladký, elipsovitý vzhľad a obsahujú prevažne staré hviezdy.
• Vznikajú najmä fúziami a interakciami; majú málo studeného plynu a nízku tvorbu hviezd.
• Sú časté v hustých prostrediach (zhluky), často hosťujú mnoho guľových hviezdokôp a supermasívne čierne diery v centrách.
• Predstavujú dôležitý článok pre pochopenie evolúcie galaxií, dynamiky a rozloženia hmoty vo vesmíre.