Galaxia elíptica

Una galaxia elíptica es un tipo de galaxia con una forma aproximadamente elipsoidal y una imagen suave, casi sin rasgos distintivos. Son una de las tres clases principales de galaxias descritas por Edwin Hubble en su secuencia de Hubble y en su obra de 1936 , El reino de las nebulosas , ^{[ 1 ]} junto con las galaxias espirales y lenticulares . Las galaxias elípticas (E) son, junto con las galaxias lenticulares (S0) con sus discos a gran escala, y las galaxias ES ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} con sus discos de escala intermedia, un subconjunto de la población de galaxias de "tipo temprano".

La mayoría de las galaxias elípticas están compuestas por estrellas más antiguas y de baja masa , con un medio interestelar disperso , y tienden a estar rodeadas por un gran número de cúmulos globulares . La actividad de formación estelar en las galaxias elípticas suele ser mínima; sin embargo, pueden experimentar breves períodos de formación estelar al fusionarse con otras galaxias. ^{[ 5 ]} Se cree que las galaxias elípticas constituyen aproximadamente el 10-15% de las galaxias en el Supercúmulo de Virgo , y no son el tipo de galaxia dominante en el universo en general. ^{[ 6 ]} Se encuentran preferentemente cerca de los centros de los cúmulos de galaxias . ^{[ 7 ]}

Las galaxias elípticas varían en tamaño desde elípticas enanas con decenas de millones de estrellas hasta supergigantes de más de cien billones de estrellas que dominan sus cúmulos galácticos. Originalmente, Edwin Hubble hipotetizó que las galaxias elípticas evolucionaron en galaxias espirales, lo cual posteriormente se descubrió que era falso, ^{[ 8 ]} aunque la acreción de gas y galaxias más pequeñas puede construir un disco alrededor de una estructura elipsoidal preexistente. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Las estrellas que se encuentran dentro de las galaxias elípticas son, en promedio, mucho más antiguas que las estrellas que se encuentran en las galaxias espirales. ^{[ 8 ]}

• 3C 244.1
• M49 (NGC 4472)
• M59 (NGC 4621)
• M60 (NGC 4649)
• M87 (NGC 4486) , cuyo agujero negro supermasivo fue el primer agujero negro en ser fotografiado por el Telescopio del Horizonte de Sucesos . ^{[ 11 ] [ 12 ]}
• M89 (NGC 4552)
• M105 (NGC 3379)
• NGC 4697 , parte del Grupo NGC 4697
• ESO 383-76 , una de las galaxias más grandes conocidas .
• IC 1101 , la galaxia central de Abell 2029
• Hércules A , galaxia elíptica supergigante
• Maffei 1 , la galaxia elíptica gigante más cercana
• CGCG 049-033 , conocido por tener el chorro galáctico más largo descubierto.
• Centaurus A (NGC 5128) , una radiogalaxia elíptica/lenticular con morfología peculiar y bandas de polvo inusuales.
• NeVe 1 , la fuente de la erupción del supercúmulo de Ofiuco , el evento astronómico más poderoso conocido.
• M86 ( 4406 ) es una galaxia elíptica o lenticular en la constelación de Virgo.

Las galaxias elípticas se caracterizan por varias propiedades que las distinguen de otras clases de galaxias. Son masas estelares esféricas u ovoides, con escasez de gases para la formación de estrellas. Además, contienen muy poca materia interestelar (ni gas ni polvo), lo que resulta en bajas tasas de formación estelar , pocos cúmulos estelares abiertos y pocas estrellas jóvenes; en cambio, las galaxias elípticas están dominadas por poblaciones estelares antiguas , lo que les confiere colores rojos. Las galaxias elípticas grandes suelen tener un extenso sistema de cúmulos globulares . Generalmente presentan dos poblaciones distintas de cúmulos globulares: una más roja y rica en metales, y otra más azul y pobre en metales. ^{[ 14 ]}

Las propiedades dinámicas de las galaxias elípticas y los bulbos de las galaxias de disco son similares, lo que sugiere que podrían formarse mediante los mismos procesos físicos, aunque esto sigue siendo controvertido. Los perfiles de luminosidad tanto de las galaxias elípticas como de los bulbos se ajustan bien a la ley de Sersic , y una serie de relaciones de escala entre los parámetros estructurales de las galaxias elípticas unifican la población. ^{[ 16 ]}

Cada galaxia elíptica masiva contiene un agujero negro supermasivo en su centro. Las observaciones de 46 galaxias elípticas, 20 bulbos clásicos y 22 pseudobulbos muestran que cada una contiene un agujero negro en el centro. ^{[ 17 ]} La masa del agujero negro está estrechamente correlacionada con la masa de la galaxia, ^{[ 18 ]} evidenciada a través de correlaciones como la relación M–sigma , que relaciona la dispersión de velocidad de las estrellas circundantes con la masa del agujero negro en el centro.

Las galaxias elípticas se encuentran preferentemente en cúmulos de galaxias y en grupos compactos de galaxias .

A diferencia de las galaxias espirales planas, que poseen organización y estructura, las galaxias elípticas son más tridimensionales, carecen de mucha estructura y sus estrellas se encuentran en órbitas algo aleatorias alrededor del centro.

Las galaxias más grandes son las elípticas supergigantes, o galaxias de tipo cD . Las galaxias elípticas varían enormemente en tamaño y masa, con diámetros que van desde 3000 años luz hasta más de 700 000 años luz, y masas desde 10⁵ ^hasta casi ^10¹³ masas solares. ^{[ 19 ]} Este rango es mucho más amplio para este tipo de galaxia que para cualquier otro. Las más pequeñas, las galaxias elípticas enanas , pueden no ser más grandes que un cúmulo globular típico , pero contienen una cantidad considerable de materia oscura que no está presente en los cúmulos. La mayoría de estas pequeñas galaxias pueden no estar relacionadas con otras elípticas.

La clasificación de Hubble de galaxias elípticas contiene un número entero que describe cuán alargada es la imagen de la galaxia. La clasificación se determina por la relación entre los ejes mayor ( a ) y menor ( b ) de las isofotas de la galaxia :

${\displaystyle 10\times \left(1-{\frac {b}{a}}\right)}$

Así, para una galaxia esférica con a igual a b , el número es 0, y el tipo de Hubble es E0. Si bien el límite en la literatura es aproximadamente E7, se sabe desde 1966 ^{[ 2 ]} que las galaxias E4 a E7 son galaxias lenticulares mal clasificadas con discos inclinados en diferentes ángulos a nuestra línea de visión. Esto se ha confirmado a través de observaciones espectrales que revelan la rotación de sus discos estelares. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Hubble reconoció que su clasificación de forma depende tanto de la forma intrínseca de la galaxia como del ángulo con el que se observa la galaxia. Por lo tanto, algunas galaxias con tipo de Hubble E0 son en realidad alargadas.

A veces se dice que hay dos tipos físicos de elípticas: las elípticas gigantes con isofotas ligeramente "cuadradas", cuyas formas resultan de un movimiento aleatorio que es mayor en algunas direcciones que en otras (movimiento aleatorio anisotrópico); y las elípticas normales y enanas "con discos" , que contienen discos. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Sin embargo, esto es un abuso de la nomenclatura, ya que hay dos tipos de galaxias de tipo temprano, aquellas con discos y aquellas sin ellos. Dada la existencia de galaxias ES con discos de escala intermedia, es razonable esperar que haya una continuidad de E a ES, y hacia las galaxias S0 con sus discos estelares de gran escala que dominan la luz en grandes radios.

Las galaxias enanas esferoidales parecen constituir una clase distinta: sus propiedades son más similares a las de las galaxias irregulares y las galaxias espirales tardías.

En el extremo más grande del espectro elíptico, existe una división adicional, más allá de la clasificación de Hubble. Más allá de las elípticas gigantes gE , se encuentran las galaxias D y cD . Estas son similares a sus hermanas menores, pero más difusas, con grandes halos que pueden pertenecer tanto al cúmulo de galaxias en el que se encuentran como a la galaxia gigante central.

La formación de galaxias elípticas es un área activa de investigación. Los primeros modelos proponían su formación mediante la rápida formación estelar a altos desplazamientos al rojo, ^{[ 25 ]} mientras que los modelos posteriores enfatizan la formación mediante fusiones de galaxias de disco. ^{[ 26 ]} Los estudios muestran que ambos modelos son consistentes con lo que es plausible para su formación. ^{[ 27 ]}

Trabajos más recientes sugieren que las fusiones ricas en gas (húmedas) pueden producir galaxias elípticas de menor masa y rotación rápida, mientras que las fusiones pobres en gas (secas) pueden contribuir a la formación de sistemas de mayor masa y rotación lenta. Se ha observado que las galaxias elípticas cercanas suelen presentar sistemas más masivos y, por lo general, más antiguos. ^{[ 28 ]} Algunas galaxias elípticas también contienen bandas de polvo, una característica que se ha interpretado como evidencia de una fusión. ^{[ 29 ]}

Las galaxias elípticas que son más masivas y se encuentran en entornos más densos, como los cúmulos, tienden a ser más antiguas, más rojas y más ricas en metales. ^{[ 26 ]}

En los últimos años, la evidencia ha demostrado que una proporción razonable (~25%) de galaxias de tipo temprano (E, ES y S0) tienen reservorios de gas residual ^{[ 30 ]} y formación estelar de bajo nivel. ^{[ 31 ]}

Investigadores del Observatorio Espacial Herschel han especulado que los agujeros negros centrales en las galaxias elípticas impiden que el gas se enfríe lo suficiente para la formación de estrellas. ^{[ 32 ]}

• Inestabilidad de la manguera contra incendios
• Plano fundamental (galaxias elípticas)
• Diagrama de color-magnitud de la galaxia
• Clasificación morfológica de galaxias
• secuencia de Hubble
• galaxia lenticular
• modelo de Osipkov-Merritt
• Perfil de Sersic

• Mo, Houjun; van den Bosch, Frank; White, Simon (junio de 2010), Formación y evolución de galaxias (1.ª  ed.), Cambridge University Press , ISBN 978-0521857932

• Galaxias elípticas , páginas de SEDS Messier
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