Morfología y Clasificación de Galaxias

Jorge Jiménez Vicente

Astrofísica Avanzada

MÁSTER FISYMAT

Un poco de historia• En 1755 E. Kant propone que existen “universos isla”

externos al nuestro.• En 1800 Lord Rosse afirma que las “nebulosas”

espirales son los UI.• En 1920 tiene lugar el GRAN DEBATE (Shapley vs

Curtis)– Shapley sostiene que las “nebulosas” se encuentran

dentro de la Vía Láctea como los cúmulos Globulares– Curtis mantiene que son galaxias externas como la

Vía Láctea• El “conflicto” se resuelve en 1923 cuando E. Hubble

mide Cefeidas en M31

Sólo sabemos que existen otras galaxias desde hace unos de 80 años

¿Qué es una galaxia?

Una galaxia es un sistema ligado gravitacionalmente compuesto por estrellas, material interestelar y (muy posiblemente)

materia oscura……

Pero con esta definición difícilmente reconoceríamos una ….

Clasificación de Galaxias

• Depende del Catálogo– Longitud de onda– Resolución– Profundidad– Selección

• Los criterios deberían ser– Objetivos– Basados SOLO(?) en la morfología– Correlacionar con propiedades físicas(**)

Clasificación de galaxias (II)

• Recoger una muestra suficientemente grande.• Extraer las “generalidades” de los “detalles” y

clasificar en función de las primeras.• Intentar que la clasificación sea a la vez

“precisa” y “general”.– No demasiadas “clases” ni demasiado pocas.

¿Es esto posible?

Longitud de onda y resolución: M101

Visible

NIR MIR FIR

Rayos X UV

ContínuoRadio

Otro ejemplo: M87Visible

IR

Rayos XContinuo

Radio

Profundidad: M81

Clasificación de galaxias (2)

Atendiendo a su morfología en el rango

óptico se clasifican en:

• Galaxias de disco

• Galaxias elípticas

• Galaxias irregulares

El “Diapasón” de Hubble

Galaxias Elípticas

• Grandes “bolas” de estrellas

• Se clasifican de como En donde

n=10(1-b/a)

Es una clasificación “objetiva” pero …(depende del punto de vista)

Galaxias Elípticas

                 

E0 Elliptical

                           

       E1 Elliptical

                  

                E2 Elliptical

                  

                E3 Elliptical

                 

                 E4 Elliptical

                           

       E5 Elliptical

                  

                E6 Elliptical

                  

                E7 Elliptical

Galaxias Elípticas

Galaxias de Disco

• Formadas por un componente “esferoidal”(Bulbo) + un disco

• Se clasifican con S (espirales con brazos) o S0(sin estructura espiral -> Lenticulares)

• Además, se clasifican como S/S0 (sin barra) o SB/SB0 (con barra)

• Las espirales (tanto S como SB) se clasifican como a,b,c atendiendo a– Concentración de la luz

• Sa -> Muy concentradas Sc -> Poco concentradas– Apertura y definición de los brazos

• Sa -> Brazos “pegados” Sc -> Brazos separados

Galaxias Lenticulares

S0 -> S01, S02, S03

SB -> SB01, SB02, SB03

Galaxias de Disco

                 

Sa Spiral

                             

     Sb Spiral

                    

              Sc Spiral

                   

               SBa Spiral

                             

     SBb Spiral

                    

              SBc Spiral

Galaxias espirales

ScSab Sb

SbSbc

Galaxias espirales con barraNGC 1365

SBc

SBb SBb

Galaxias Irregulares

El sistema de Yerkes

• Utiliza tres criterios:– Concentración: a, af, f, fg, g, gk, k– Forma: S (espiral), B (barrada), E (elíptica),

I(irregular), R (simetría rotacional), D (envolvente difusa)

– Relación de ejes: 0-7

• Excepción: cD -> Elípticas supergigantes (c), con una envolvente muy extensa (D)que se encuentran normalmente cerca delcentro de cúmulos

El sistema de “de Vacouleurs”• Similar al sistema de Hubble, pero en 3D.• Dentro de cada tipo (E-S0-S-Irr) hay un

espacio 2D para distinguir distintas contribuciones de Barras-Brazos-Anillos

• Incluye nuevos tipos después de Sc:– d -> espirales muy tardías– m -> tipo “Nubes de magallanes”)

• Asigna un número T que indica la posición en el eje horizontal:

E S0 Sa Sb Sc Sd Sm Im

-5 -2 1 3 5 7 9 10

Sistema de “de Vacouleurs”

Sistema de “de Vacouleurs”

Clases de luminosidad

Galaxias enanas

Galaxias “especiales”

• Normalmente incluidas en la clasificación de Irr de Hubble.

• Starbursts: Galaxias de aspecto “raro”. Frecuentemente tiene aspecto “distorsionado” fruto de la interacción.

Galaxias en Interacción

Galaxias “especiales” (II)• AGN: Galaxias con núcleo activo

– Seyfert (1 y 2): Galaxias con líneas anchas deemisión de alta ionización en el núcleo.

– Markarian: Exceso UV.– LINERS: Como Seyferts pero con líneas de

baja ionización.– Radiogalaxias: Fuertes emisoras en radio

(normalmente asociadas a elípticas):• FRI y FRII (distancia de los “hot spots”)• NLRG (S2) BLRG (S1)• Quasars• BL Lacs (Varian rápidamente, Espectro no térmico sin

líneas) y OVVs (muestran líneas anchas)-> blazars– QSO: Parecidos a los quasars pero sin emisión en

radio. Parecidos a Seyfert 1 pero mucho más brillantes.

AGNs

Seyferts

AGNs

Función de Luminosidad• Existen galaxias dentro de

un inmenso rango de luminosidad.

• Su distribución se ajusta a la funcion de Schechter (1976):

Típicamente:*1.6x10-2h3 Mpc-3

L*(B) 1.2x1010h-2L , M*(B) -19.7+5logh -1.1

(L)=( */ L* )(L/ L* )exp(-L/L*)

(M)=(0.4ln10) *100.4(+1)(M*-M)

exp(-100.4(M*-M)

Dependencia del entorno

•Grupo Local:~35 galaxias. 2 S, 33 dE,Irr•Muestra limitada en magnitud: 80% S, 10% S0, 10% E• Cúmulos: Densidad B/M: 40% S, 40% S0, 20% E

Densidad A: 10% S, 50% S0, 40% E

¿Qué pasa a alto z?