GALÀXIES EL·LÍPTIQUES: FORMACIÓ, CARACTERÍSTIQUES, TIPUS, EXEMPLES - ART - 2025

Les galàxies el·líptiques són objectes astronòmics de forma elipsoidal. Al seu interior, aquestes galàxies alberguen milions d'estrelles, planetes, una mica de gas, pols i abundant matèria fosca, vinculat sobretot gràcies a la força de gravetat.

No tenen una estructura evident i la seva lluminositat és bastant uniforme, ja que les estrelles es distribueixen regularment cap a les vores, on la llum es difon suaument en forma d'halo molt tènue.

Figura 1. La brillant galàxia el·líptica NGC 3610 a la constel·lació de l'Óssa Major, vista pel telescopi Hubble. Font: Wikimedia Commons.

Formació i evolució

Els astrofísics a el principi van pensar que un gran col·lapse era el que donava lloc a una galàxia el·líptica, mateix que donava origen a una intensa formació d'estrelles que finalment cessava. Aquesta hipòtesi es recolza en el fet que la població estel·lar d'aquestes galàxies és de major edat que la dels altres tipus.

D'altra banda, en les galàxies el·líptiques existeix molt poca quantitat de gas i pols, el que es coneix com a matèria interestel·lar, que és precisament la matèria primera necessària en la formació de noves estrelles.

Però les observacions actuals corroboren que malgrat la seva aparent estabilitat, les galàxies no són estàtiques. La força de la gravetat fa que interactuen activament unes amb les altres sempre que hi hagi oportunitat.

Per això, actualment preval la hipòtesi que les galàxies el·líptiques tenen orígens diversos i que és probable que galàxies d'altres formes arribin amb el temps a convertir-se en el·líptiques.

L'atracció gravitatòria pot originar col·lisions que produeixin una eventual fusió. Esdeveniments de tal magnitud no són infreqüents, ja que la gravetat obre les portes a aquesta possibilitat. Més encara, les galàxies el·líptiques solen trobar-se enmig de cúmuls galàctics, on hi ha oportunitat d'atrapar material i fusionar-se amb altres galàxies.

Figura 2. A aquestes dues galàxies que estan fusionant-se les coneix com «Els Ratolins». Estan en la constel·lació Coma Berenice. Font: Wikimedia Commons.NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC / LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA

Ho confirma el fet que s'han detectat estrelles blaves i joves a l'interior d'algunes galàxies el·líptiques -galaxias nanes blaus-, demostrant que no tenen el tot de matèria interestel·lar.

També s'ha suggerit que quan les galàxies en espiral esgoten la seva matèria primera, evolucionen cap a la forma lenticular, és a dir, una forma de disc sense braços espirals. Col·lisions successives amb altres galàxies donaria lloc a la pèrdua del disc ia la transformació en el·lipsoide.

Característiques generals

Per tenir un acostament a les dimensions en l'univers, les unitats de distància comunament usades a la Terra no són apropiades. En astronomia són d'ús comú l'any-llum, el parsec (pc) i el kiloparsec (kpc):

1 kpc = 1000 pc = 3300 anys-llum

En la mesura de la massa d'objectes tan enormes com les galàxies s'utilitza la unitat anomenada massa solar, que es denota com M☉ equivalent a 2 x 10 ^ 30 kg.

Pel que fa a les característiques generals de les galàxies el·líptiques està clar que la més distintiva és la seva forma, les hi ha des de gairebé esfèriques fins el·lipsoides molt aplatats.

Tal com es va explicar a l'començament, les galàxies el·líptiques són molt poc estructurades. Tenen una distribució força regular de forma el·lipsoïdal i estan envoltades d'un tènue halo lluminós, de més o menys extensió. No tenen disc o una altra estructura que destaqui notablement.

Poden tenir galàxies satèl·lits, galàxies molt més petites que estan sota el seu domini gravitatori, encara que això no és exclusiu de les galàxies el·líptiques, perquè la nostra Via Làctia, una galàxia espiral barrada, té als Núvols de Magallanes com satèl·lits.

Algunes també tenen cúmuls globulars d'estrelles, que poden confondre amb galàxies el·líptiques nanes. Pel que fa a la cinemàtica, les estrelles que conformen una galàxia el·líptica solen seguir trajectòries complicades i es creu que el moment angular de la galàxia és d'escassa magnitud.

Massa i dimensions

Hi ha molta variabilitat pel que fa a la mida. Com tenen poc gas i pols interestel·lar, la massa d'una galàxia el·líptica és massa estel·lar. La quantitat d'estrelles pot variar des d'uns quants milions d'estrelles fins a un milió de milions d'estrelles.

Les estimacions fins a la data llancen diàmetres de 1-200 kpc i en casos excepcionals 1 Megaparsec -uns 3 milions d'anys llum-.

Normalment la massa està en el rang de 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. En el veïnatge de la nostra galàxia la Via Làctia abunden galàxies el·líptiques de mida petita, també anomenades galàxies nanes.

A l'altre extrem hi ha les galàxies el·líptiques gegants, d'extraordinària lluminositat. De fet aquesta classe compta amb les galàxies més grans que es coneixen, que generalment estan a el centre dels cúmuls de galàxies, així que molt possiblement hagin seva immensa grandària a la fusió amb galàxies veïnes.

tipus

L'astrònom Edwin Hubble va classificar les galàxies d'acord a la seva forma i va establir cinc patrons bàsics. En la seva classificació s'inclouen: galàxies el·líptiques, lenticulars, espirals, espirals barrades i irregulars. La majoria de les galàxies, prop d'un 90% són el·líptiques o en espiral.

Hubble va col·locar a les galàxies el·líptiques a l'inici del seu esquema classificatori, referint-se a elles com "galàxies de tipus d'hora" perquè creia que més tard evolucionaven cap a altres formes.

Si a és el semieix major i b el semieix menor de l'el·lipse, la elipticitat i ve donada per:

E = 1 - b / a

I és una mesura indicativa que tan aplanada és l'el·lipse, per exemple si a i b són valors molt pròxims, el quocient b / a és aproximadament 1 i la elipticitat és nul·la, resultant en una galàxia esfèrica.

El major valor acceptat per E és 3 i en la classificació de Hubble, el primer lloc a l'esquerra l'ocupen les galàxies esfèriques, a les quals es denota com E0, seguides pels tipus intermedis E1, E2,… fins arribar a EN, on N = 10 (1- b / a).

Les més aplatades que es coneixen arriben fins E7, ja que per sobre d'aquest valor l'estructura de la galàxia es perd.

El mateix Hubble va modificar la seva classificació original a mesura que va anar arribant més informació. També ho van fer altres astrofísics per incloure noves característiques a part de la simple forma el·lipsoïdal. Per a això es van començar a utilitzar altres lletres, així com també lletres minúscules.

Galàxies el·líptiques quadrades (boxy) i discoïdals (disky)

Fora de la seqüència d'Hubble, Ralf Bender i els seus col·laboradors van proposar en 1988 dos nous termes per classificar les galàxies el·líptiques, que no solament tenen en compte la forma, sinó també altres característiques molt importants.

D'aquesta manera van ser agrupades en "boxy" i "disky", que es tradueixen respectivament en quadrades i discoïdals. Aquesta classificació es va fer atenent a les línies isofotas, que uneixen punts amb idèntica lluminositat sobre la superfície galàctica.

Curiosament, aquestes línies no segueixen forma el·líptica. En algunes galàxies tendeixen a ser més aviat rectangulars i en altres prenen la forma d'un disc, d'aquí el nom.

Les quadrades tenen una lluminositat més gran, són més grans i més actives, en el sentit que posseeixen fonts de ràdio, així com de raigs X. Les discoïdals són més tranquil·les en aquest aspecte i la seva lluminositat és menor.

Així que tot i tenir la mateixa classificació en la seqüència d'Hubble, dues galàxies el·líptiques poden tenir diferents característiques si una d'elles és boxy o quadrada i l'altra és disky o discoidal. Aquestes tendirien a posseir major rotació, mentre que les boxy podrien ser el resultat de moltes fusions i interaccions galàctiques.

Galàxies el·líptiques tipus cD

Es tracta de galàxies el·líptiques tan colossals que és impossible deixar-les passar per alt quan es toca el tema. Poden arribar a tenir 1 Mega-parsec d'ample i es troben enmig dels cúmuls galàctics.

Probablement la seva grandària es deu al fet que són el resultat de la fusió de diverses galàxies: entre 10 ¹³ i 10 ¹⁴ M☉. Posseeixen un nucli central molt brillant i alberguen centenars de milers de cúmuls globulars. A més es presumeix que continguin gran quantitat de matèria fosca, necessària per explicar que es mantingui cohesionada.

Figura 3. Comparativa de galàxies en què sobresurt la colossal galàxia el·líptica IC 1101. Font: Wikimedia Commons.

La més gran de totes fins als moments és IC 1101 en el cúmul Abell 2029, en la constel·lació de Virgo. La va descobrir William Herschel en 1790 i s'estima un diàmetre màxim de 6 milions d'anys-llum.

Ja que el seu nucli és extremadament actiu, no sembla probable que alberg formes de vida, o al menys no com la coneixem a la Terra.

exemples

Les galàxies el·líptiques solen trobar-se enmig de cúmuls de galàxies, que són associacions de galàxies més o menys grans. En la constel·lació de Virgo i a Coma Berenice existeixen cúmuls notables.

Ja que la majoria de les galàxies estan tan llunyanes, a l'ull és bastant difícil identificar-les, però mitjançant telescopis o fins i tot uns binocles de bona qualitat, és possible distingir galàxies de tots els tipus.

A la xarxa hi ha molts mapes, així com aplicacions per descobrir objectes astronòmics. Les galàxies no solen tenir noms propis, llevat poques excepcions com la Via Làctia, Andròmeda, la galàxia de l'Remolí o Whirlpool i la galàxia de el Barret.

La majoria es denota amb un codi de catàleg: el catàleg Messier (M), el catàleg NGC o Nou Catàleg General i el Catàleg Índex IC, per les seves sigles en anglès.

galàxia M87

L'objecte estel·lar conegut com M87 (o NGC 4486) pertany a l'cúmul de galàxies de la constel·lació de Virgo. Està entre les galàxies el·líptiques més properes a la Terra, a uns 53 milions d'anys-llum i és de l'tipus boxy descrit en l'apartat anterior. Posseeix un nucli molt actiu pel que fa a l'emissió de radiofreqüències i plasma.

Té més o menys el doble de massa que la nostra Via Làctia, sense incloure la matèria fosca. D'poder-se detectar aquesta, M87 resultaria ser unes 200 vegades més massiva que la Via Làctia. S'han identificat uns 12.000 cúmuls globulars en M87.

Figura 4. galàxia el·líptica M87 vista amb el telescopi Hubble. Font: Wikimedia Commons.

M87 emet un raig de matèria d'uns 5000 anys-llum de llarg, que es creu prové d'un colossal forat negre envoltat de material calent que no està exactament en el centre.

galàxia M32

Aquesta és una galàxia el·líptica nana que acompanya Andròmeda, a la constel·lació de el mateix nom. Per ser molt compacta i estar en rotació al voltant d'un objecte molt massiu, alguns experts suggereixen que es tracta del nucli d'una antiga galàxia desmembrada per algun col·lapse gravitatori.

Figura 5. La figura mostra la galàxia espiral Andròmeda i la petita galàxia el·líptica M32 és el petit punt que està a l'esquerra de centre. Font: Wikimedia Commons. Torben Hansen

És possible que en temps remots hagi topat amb la mateixa Andròmeda i en les imatges es pot apreciar com les estrelles exteriors de M32 són atretes inexorablement cap a la seva veïna més gran.

referències

1. Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2nd. Edition. Pearson. 874-1037.
2. Galàxia. Recuperat de: es.wikipedia.org
3. How it works. 2016. Book of Space. 8th. Ed. Imagini Publishing Ltd.134-150.
4. Les galàxies. Recuperat de: astrofisica.cl/astronomiaparatodos.
5. Mutlaq, J. Galàxies el·líptiques. Recobrat de: docs.kde.org.
6. Oster, L. 1984. Astronomia Moderna. Editorial Reverté. 315-394.
7. Pasachoff, J. 1992. Stars and Planets. Peterson Field Guides. 148-154.
8. Wikipedia. Galàxia el·líptica M87. Recobrat de: es.wikipedia.org.