ハッブルシーケンス

ハッブル系列は、エドウィン・ハッブルが1926年に発表した銀河の形態学的分類体系である。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]伝統的に音叉に似た形状で表現されることから、ハッブル音叉図とも呼ばれる。ハッブル系列は、ジョン・ヘンリー・レイノルズとサー・ジェームズ・ジーンズによって考案された。[ 5 ]

ハッブル宇宙望遠鏡の音叉式図

音叉法は、通常の銀河を、その視覚的外観（元々は写真乾板上での外観）に基づいて、楕円銀河、レンズ状銀河、渦巻き銀河の3つの大まかなクラスに分類しました。4つ目のクラスには、不規則な外観を持つ銀河が含まれます。ハッブル系列は、専門的な天文学研究とアマチュア天文学の両方において、銀河の分類に最も広く用いられているシステムです。

銀河のクラス

エリプティカル

巨大楕円銀河ESO 325-G004。

左側（通常、この順序で描かれる意味で）には、楕円銀河が存在します。楕円銀河は比較的滑らかで特徴のない光分布を持ち、写真画像では楕円として現れます。楕円銀河は文字Eに続いて、天空における楕円度を表す整数nで表されます。慣例的に、 nは銀河の楕円率の10倍を最も近い整数に丸め、楕円率はe = 1 − ⁠と定義されます。b/1つの⁠楕円の場合、a長軸半長、bは短軸半長です。 [ 6 ]ハッブル図では、楕円率は左から右に向かって増加し、近円形（E0）の銀河は図の左端に位置します。天空上の銀河の楕円率は、真の3次元形状とは間接的にしか関係がないことに注意することが重要です（たとえば、扁平化した円盤状の銀河は、正面から見るとほぼ円形に見え、側面から見ると非常に楕円形に見えます）。観測的には、最も扁平化した「楕円形」銀河の楕円率はe = 0.7（E7と表記）です。しかし、画像を見るだけでなく、光のプロファイルと楕円率のプロファイルを研究することで、1960年代にE5-E7銀河は、視線に対して様々な傾斜角で見られる大規模なディスクを持つレンズ状銀河として誤分類されている可能性が高いことが認識されました。 [ 7 ] [ 8 ]初期型銀河の運動学の観測によって、このことがさらに確認されました。 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

楕円銀河の例: M49、M59、M60、M87、NGC 4125。

レンチキュラー

紡錘銀河(NGC 5866) は、りゅう座にある目立つ塵の帯を持つレンズ状銀河です。

ハッブル音叉の中心、つまり2つの渦巻銀河の枝と楕円銀河の枝が合流する場所には、レンズ状銀河として知られる中間クラスの銀河があり、記号S0が与えられています。これらの銀河は、楕円銀河に似た明るい中心バルジと、その周囲を取り囲む広がった円盤状の構造で構成されています。渦巻銀河とは異なり、レンズ状銀河の円盤には目に見える渦巻構造はなく、活発に星を形成しているわけでもありません。

銀河の像だけを見ると、比較的正面から円盤が見えるレンズ状銀河は、E0型からE3型の楕円銀河と区別が難しく、多くのレンズ状銀河の分類は不明確です。しかし、側面から見ると円盤がより鮮明になり、可視光線の 吸収帯に目立つ塵の筋が見えることがあります。

ハッブルの銀河分類体系が最初に発表された当時、レンズ状銀河の存在は完全に仮説的なものでした。ハッブルは、レンズ状銀河は高度に扁平化した「楕円銀河」と渦巻き銀河の中間段階として必要であると考えていました。その後の観測（ハッブル自身を含む）により、ハッブルの考えが正しいことが証明され、S0型はアラン・サンデージによるハッブル系列の決定的な解説に含められました。[ 12 ]ハッブル系列には、E0型とS0型の中間に位置する、中規模の円盤を持つ早期型銀河が含まれていませんでした。マーサ・リラーは1966年にこれらをES銀河と名付けました。

レンズ状銀河と渦巻銀河は合わせてディスク銀河と呼ばれることが多い。レンズ状銀河のバルジ対ディスクフラックス比は、渦巻銀河の各形態型（Sa、Sbなど）と同様に、様々な値をとる。[ 13 ]

レンズ状銀河の例: M85、M86、NGC 1316、NGC 2787、NGC 5866、ケンタウルス座A。

スパイラル

風車銀河（メシエ101/NGC 5457）：ハッブル宇宙望遠鏡でScd型に分類される渦巻銀河
棒渦巻銀河NGC 1300 : SBbc 型

ハッブル系列図の右側には、渦巻銀河を囲む 2 つの平行な枝があります。渦巻銀河は、星が(通常は 2 本の腕を持つ)渦巻構造を形成する平らな円盤と、バルジと呼ばれる中心の星の集中部分から構成されます。また、すべての渦巻銀河のおよそ半数は棒状の構造を持つことが観測されており、棒は中央のバルジから伸び、腕は棒の端から始まります。音叉図では、通常の渦巻銀河は上部の枝を占め、文字 S で示されます。一方、下部の枝には棒渦巻銀河が含まれ、記号 SB が与えられます。どちらのタイプの渦巻銀河も、渦巻構造の詳細な外観に応じてさらに細分化されます。これらの細分化のいずれかに属するかどうかは、次のように、形態タイプに小文字を追加することで示されます。

  • Sa (SBa) – きつく巻かれた滑らかな腕; 大きく明るい中央の膨らみ
  • Sb (SBb) – Sa (SBa) よりも渦巻き腕が緩やか。バルジはやや暗い。
  • Sc (SBc) – 緩く巻かれた渦巻き腕で、個々の星団や星雲に明確に分離されている。バルジはより小さく、より暗い。

ハッブルは当初、渦巻銀河を3つのクラスに分類しました。これはジェラール・ド・ヴォークルール[ 14 ]によって拡張され、4つ目のクラスが加わりました。

  • Sd (SBd) – 非常に緩く巻かれた断片的な腕。光のほとんどは腕にあり、バルジにはない。

Sd型は厳密にはド・ヴォークルール分類法の一部ですが、ハッブル系列に含まれることがよくあります。基本的な渦巻銀河の種類は、外観をより細かく区別するために拡張されることがあります。例えば、上記の2つの種類の中間的な外観を持つ渦巻銀河は、主な銀河の種類に小文字を2つ追加することで識別されることがよくあります（例えば、Sb型とSc型の中間的な外観を持つ銀河はSbc型と呼ばれます）。

私たちの天の川銀河は、一般的にScまたはSBcに分類され、[ 15 ]明確な腕を持つ棒渦巻き銀河となっています。

通常の渦巻銀河の例: (視覚的に) M31 (アンドロメダ銀河)、M74、M81、M104 (ソンブレロ銀河)、M51a (渦巻銀河)、NGC 300、NGC 772。

棒渦巻銀河の例: M91、M95、NGC 1097、NGC 1300、NGC1672、NGC 2536、NGC 2903。

イレギュラーズ

大マゼラン雲（LMC） – 矮小不規則銀河

ハッブル宇宙望遠鏡の分類に当てはまらない銀河は、規則的な構造（円盤状または楕円体状）を持たないため、不規則銀河と呼ばれます。ハッブルは不規則銀河を2つのクラスに分類しました。[ 16 ]

  • Irr I銀河は非対称な形状をしており、中心バルジや明らかな渦巻き構造を持たず、代わりに若い星の個々のクラスターを多数含んでいる。
  • Irr II銀河はより滑らかで非対称な外観をしており、個々の恒星や星団に明確に分離されていません。

ド・ヴォークルールはハッブル系列を拡張し、Irr I 銀河を「マゼラン不規則銀河」と名付けた。これはハッブルが Irr I に分類した天の川銀河の 2 つの衛星であるマゼラン雲にちなんでいる。大マゼラン雲でかすかな渦巻き構造[ 17 ]が発見されたことをきっかけに、ド・ヴォークルールは不規則銀河を、大マゼラン雲のように渦巻き構造の証拠が見られる銀河 (記号 Sm が与えられる) と、小マゼラン雲(記号 Im で示される) のように明らかな構造を持たない銀河とにさらに分類することになった。拡張ハッブル系列では、マゼラン不規則銀河は通常、ハッブル音叉の渦巻き枝の先端に配置される。

不規則銀河の例: M82、NGC 1427A、大マゼラン雲、小マゼラン雲。

物理的な重要性

楕円銀河とレンズ状銀河は一般的に「早期型」銀河と呼ばれ、渦巻銀河と不規則銀河は「後期型」銀河と呼ばれます。この命名法は、ハッブル系列が楕円銀河からレンズ状銀河を経て棒渦巻銀河または規則渦巻銀河へと進化する一連の流れを反映しているという、一般的な[ 18 ]誤った考えの根源となっています。実際、ハッブルは当初からそのような解釈は示唆されていないことを明確にしていました。

強調されているように、この命名法は配列における位置を指しており、時間的な意味合いを解釈する場合は自己責任となる。この分類法は純粋に経験的なものであり、進化論に偏見を与えるものではない… [ 3 ]

渦巻銀河のディスクには多くの若い星と活発な星形成領域が存在することが観測されている一方で、楕円銀河は主に古い星の種族で構成されているという事実により、進化論的描像は説得力を持つように思われる。実際には、現在の証拠はその逆を示唆しており、初期宇宙は渦巻銀河と不規則銀河が大部分を占めていたようである。現在有力視されている銀河形成の描像では、現在の楕円銀河はこれらの初期の構成要素間の合体の結果として形成された。一部のレンズ状銀河はこの方法で形成された可能性があるが、他の銀河は既存の回転楕円体の周囲にディスクを集積した可能性がある。[ 19 ]一部のレンズ状銀河は、ガスが剥ぎ取られて星形成を継続するための燃料が残っていない、進化した渦巻銀河である可能性もあるが、[ 20 ] LEDA 2108986銀河は、これに関する議論の火種となっている。

欠点

ハッブル分類法に対するよくある批判は、銀河をクラスに割り当てる基準が主観的であるため、観測者によって銀河の割り当てが異なってしまうという点である（ただし、熟練した観測者の間では通常、ハッブルタイプ1つ未満で一致している）。[ 21 ] [ 22 ]実際には欠点ではないが、1961年のハッブル銀河地図帳以来、[ 23 ]形態タイプ（a、b、cなど）を割り当てる主な基準は、バルジ対ディスクのフラックス比ではなく、渦巻き腕の性質であり、そのため、レンズ状銀河と同様に、形態タイプごとにフラックス比の範囲が存在する。 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

ハッブル分類法に対するもう一つの批判は、銀河の2次元画像における外観に基づいているため、分類が銀河の真の物理的特性と間接的にしか関係していないという点である。特に、方向効果によって問題が生じる。同じ銀河でも、正面から、あるいは「横向き」の視点から見ると、横から見ると全く異なって見える。そのため、早期型銀河列は十分に表現されていない。ハッブル分類にはES銀河が欠落しており、E5-E7銀河は実際にはS0銀河である。さらに、棒ES銀河と棒S0銀河も存在しない。視覚的な分類は、暗い銀河や遠方の銀河に対しても信頼性が低く、銀河の外観は観測される光の波長によって変化する可能性がある。

それにもかかわらず、ハッブルの順序は銀河系外天文学の分野では今でも一般的に使用されており、ハッブルの型は、明るさ、色、質量（星とガス）、星形成率など、銀河の多くの物理的に関連する特性と相関していることが知られています。[ 26 ]

2019年6月、Galaxy Zooプロジェクトの市民科学者たちは、特に渦巻銀河に関して、ハッブルの通常の分類法は証拠に裏付けられていない可能性があると主張しました。したがって、この分類法は改訂される必要があるかもしれません。[ 27 ] [ 28 ]

参照

参考文献

  1. ^ハッブル, EP (1926). 「銀河系外星雲」.ワシントン・ウィルソン山天文台/カーネギー研究所の寄稿. 324 : 1– 49.書誌コード: 1926CM​​WCI.324....1H .
  2. ^ハッブル, EP (1926). 「銀河系外星雲」.天体物理学ジャーナル. 64 : 321–369 . Bibcode : 1926ApJ....64..321H . doi : 10.1086/143018 .
  3. ^ a bハッブル, EP (1927). 「渦巻き星雲の分類」.天文台. 50 : 276.書誌コード: 1927Obs....50..276H .
  4. ^ハッブル, EP (1936).星雲の領域. ヘプサ・イーリー・シリマン夫人記念講演集. 第25巻. ニューヘイブン: イェール大学出版局. ISBN 9780300025002. LCCN  36018182 . OCLC  611263346 – インターネットアーカイブ (archive.org) 経由。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）ハッブル、エドウィン・パウエル（1982年1月）。代替出典。イェール大学出版局。ISBN 0300025009– Google ブックス経由。
  5. ^ Block, David L.; Freeman, Ken C. (2015) [2014年11月14日]. Freeman, Kenneth; Elmegreen, Bruce; Block, David; Woolway, Matthew (編).局所群からの教訓. 2014年国際会議 David Block と Bruce Elmegreen を称える、銀河規模のプロセスの例としての局所群に焦点を当てる (ソフトカバー版). スイス: Springer Cham / Springer International Publishing (2016年9月10日発行). pp.  1– 20. Bibcode : 2015llg..book....1B . doi : 10.1007/978-3-319-10614-4_1 . ISBN 978-3-319-37812-1。（ハードカバー版）ISBN 978-3-319-10613-7（2014年12月3日発行）; 「ADS抄録」NASA/天体物理学データシステム.ハーバード大学. 2015.書誌コード: 2015llg..book....1B .
  6. ^ Binney, J. ; Merrifield, M. (1998).銀河天文学. プリンストン大学出版局. ISBN 978-0-691-02565-0。
  7. ^リラー、マーサ (1966). 「おとめ座銀河団の楕円銀河における強度分布 II」.アストロフィジカル・ジャーナル. 146 : 28. Bibcode : 1966ApJ...146...28L . doi : 10.1086/148857 .リラー, マーサ・H. (1966). 「ADS抄録」. NASA / 天体物理学データシステム. 146.ハーバード大学: 28. Bibcode : 1966ApJ ...146...28L . doi : 10.1086/148857 .
  8. ^ゴルバチョフ, VI (1970). 「かみのけ座銀河団の中心部」.ソビエト天文学. 14 : 182.書誌コード: 1970SvA....14..182G .ゴルバチョフ, VI (1970). 「ADS抄録」. NASA / 天体物理学データシステム. 14.ハーバード大学: 182.書誌コード: 1970SvA....14..182G .
  9. ^ Graham; Alister W.; Colless, Matthew M.; Busarello, Giovanni; Zaggia, Simone; Longo, Giuseppe (1998). 「フォルナックス銀河団の楕円銀河の拡張恒星運動学」.天文学と天体物理学補足. 133 (3): 325– 336. arXiv : astro-ph/9806331 . Bibcode : 1998A&AS..133..325G . doi : 10.1051/aas:1998325 . S2CID 15164368 . Graham, AW; Colless, MM; Busarello, G.; Zaggia, S.; Longo, G. (1998). 「ADS abstract」. NASA / Astrophysics Data System . 133.ハーバード大学: 325. arXiv : astro -ph/9806331 . Bibcode : 1998A&AS..133..325G . doi : 10.1051/aas:1998325 . S2CID  15164368 .
  10. ^エムセレム、エリック他 (2011). 「ATLAS 3Dプロジェクト - III. 早期型銀河の有効半径内における恒星角運動量の調査：高速回転銀河と低速回転銀河の分布の解明」 .王立天文学会月報. 414 (2): 888– 912. arXiv : 1102.4444 . Bibcode : 2011MNRAS.414..888E . doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.18496.x . S2CID 2707378 . エムセレム、エリック。カペラリ、ミケーレ。クライノヴィッチ、ダヴォル。アラタロ、キャサリン。ブリッツ、レオ。ボワ、マキシム。ブルノー、フレデリック。事務局、マーティン。デイヴィス、ロジャー L.デイビス、ティモシー A.デ・ゼーウ、PT;コホファール、サーデグ;クンチュナー、ハラルド。ラブランシュ、ピエール＝イヴ。マクダーミッド、リチャード M.モルガンティ、ラファエラ。ナーブ、トルステン。オースタールー、トム。マルク・サルジ。スコット、ニコラス。セラ、パオロ。ヴァン・デ・ヴェン、グレン。ワイマンス、アンヌ・マリー。ヤング、リサ M. (2011)。「ADS アブストラクト」。NASA/天体物理データ システム。414 (2)。ハーバード大学: 888. arXiv : 1102.4444 . Bibcode : 2011MNRAS.414..888E . doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.18496.x . S2CID  2707378 .
  11. ^ Krajnović, Davor; et al. (2013). 「ATLAS 3Dプロジェクト - XVII. 早期型銀河の恒星円盤における光度的および運動学的特徴の関連付け」 . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 432 (3): 1768– 1795. arXiv : 1210.8167 . Bibcode : 2013MNRAS.432.1768K . doi : 10.1093/mnras/sts315 .クライノヴィッチ、ダヴォル。アラタロ、キャサリン。ブリッツ、レオ。ボワ、マキシム。ブルノー、フレデリック。事務局、マーティン。カペラリ、ミケーレ。デイヴィス、ロジャー L.デイビス、ティモシー A.デ・ゼーウ、PT;デュク、ピエール＝アラン。エムセレム、エリック。コホファール、サーデグ;クンチュナー、ハラルド。マクダーミッド、リチャード M.モルガンティ、ラファエラ。ナーブ、トルステン。オースタールー、トム。マルク・サルジ。スコット、ニコラス。セラ、パオロ。ワイマンス、アンヌ・マリー。ヤング、リサ M. (2013)。「ADS アブストラクト」。NASA/天体物理データ システム。432 (3)。ハーバード大学: 1768.arXiv : 1210.8167。Bibcode : 2013MNRAS.432.1768K . doi : 10.1093/mnras/sts315 .
  12. ^ Sandage, A. (1975). 「直接撮影による銀河の分類と恒星組成」 . Sandage, A.; Sandage, M.; Kristian, J. (編).銀河と宇宙. 2007年11月20日閲覧。
  13. ^ Graham, A.; Worley, C. (2008年8月). 「傾斜角とダスト補正された銀河パラメータ：バルジ・ディスク比とサイズ・光度関係」 . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 388 (4): 1708– 1728. arXiv : 0805.3565 . Bibcode : 2008MNRAS.388.1708G . doi : 10.1111/j.1365-2966.2008.13506.x . S2CID 14406950 . 
  14. ^ de Vaucouleurs、G. ;オームラー、オーガスタス ジュニア。ブッチャー、ハーベイ R.ガン、ジェームス E. (1959)。 「外部銀河の分類と形態」。Astrophysik IV: Sternsysteme / Astrophysics IV: Stellar Systems。物理学ハンドブック。 Vol. 53. pp.  275–310 . Bibcode : 1959HDP....53..275D。土井: 10.1007/978-3-642-45932-0_7。ISBN 978-3-642-45934-4。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）
  15. ^ホッジ、ポール (1983). 「天の川銀河のハッブル型」 .太平洋天文学会刊行物. 95 : 721–723 . Bibcode : 1983PASP...95..721H . doi : 10.1086/131243 . S2CID 121754114 . 
  16. ^ Longair, MS (1998).銀河形成. ニューヨーク: Springer. ISBN 3-540-63785-0。
  17. ^ de Vaucouleurs, G. ; Oemler, Augustus Jr.; Butcher, Harvey R.; Gunn, James E. (1955). 「マゼラン雲の研究. I. 大規模雲の大きさと構造」.天文学ジャーナル. 160 : 126– 140. Bibcode : 1955AJ.....60..126D . doi : 10.1086/107173 .
  18. ^ Baldry, IK (2008). 「ハッブルの銀河命名法」.天文学と地球物理学. 49 (5): 5.25 – 5.26 . arXiv : 0809.0125 . Bibcode : 2008A&G....49e..25B . doi : 10.1111/j.1468-4004.2008.49525.x .
  19. ^ Graham, Alister W.; Dullo, Bililign T.; Savorgnan, Giulia AD (2015). 「Hiding in Plain Sight: An Abundance of Compact Massive Spheroids in the Local Universe」. The Astrophysical Journal . 804 (1): 32. arXiv : 1502.07024 . Bibcode : 2015ApJ...804...32G . doi : 10.1088/0004-637X/804/1/32 .
  20. ^ Christensen, Lars Lindberg; de Martin, Davide; Shida, Raquel Yumi (2010年4月7日).宇宙衝突：ハッブル宇宙望遠鏡による合体銀河のアトラス. Springer Science & Business Media. p. 24. ISBN 978-0-387-93855-4。
  21. ^ Dressler, A.; Oemler, Jr., A.; Butcher, HR; Gunn, JE (1994年7月). 「遠方銀河団の形態学 1: HSTによるCL 0939+4713の観測」. The Astrophysical Journal . 430 (1): 107– 120. Bibcode : 1994ApJ...430..107D . doi : 10.1086/174386 .
  22. ^ラハヴ、O.;ナイム、A.ブタ、RJ;コーウィン、HG;ド・ヴォクルール、G.ドレスラー、A.ハックラ、日本。ヴァン・デン・バーグ、S.レイチョードリー、S.ソドレ、L.ストーリー - ロンバルディ、MC (1995-02-10)。 「銀河、人間の目、そして人工ニューラルネットワーク」。科学。267 (5199): 859–862 . arXiv : astro-ph/9412027。Bibcode : 1995Sci...267..859L。土井：10.1126/science.267.5199.859。ISSN 0036-8075。PMID 17813914。  
  23. ^ a bサンデイジ、アラン(1961)。ハッブル銀河アトラス。ワシントン: ワシントンのカーネギー研究所。OCLC 537465。 
  24. ^ Vorontsov-Vel'Yaminov , BA; Arkhipova, VP (1962). 「銀河の形態学的カタログ。第1部」。銀河の形態学的カタログ。C01。Bibcode : 1962MCG ... C01....0V。
  25. ^ Vorontsov-Vel'Yaminov, BA; Noskova, RI (1973). 「平坦銀河の光度パラメータ」.ソビエト天文学. 16 : 824.書誌コード: 1973SvA....16..824V .
  26. ^ Roberts, MS; Haynes, MP (1994). 「ハッブル宇宙望遠鏡系列に沿った物理的パラメータ」. Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 32 (1): 115– 152. Bibcode : 1994ARA&A..32..115R . doi : 10.1146/annurev.aa.32.090194.000555 .
  27. ^ 「市民科学者がハッブルの銀河分類を再調整」 EurekAlert ! (プレスリリース).王立天文学会. 2019年6月11日. 2019年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月11日閲覧。
  28. ^マスターズ、カレン・L.他 (2019年4月30日). 「銀河動物園：巻き上げ問題の解明 ― 渦巻きバルジのプロミネンスと腕のピッチ角の観測は、局所渦巻き銀河が巻き上げられていることを示唆している」 .王立天文学会月報. 487 (2): 1808– 1820. arXiv : 1904.11436 . Bibcode : 2019MNRAS.487.1808M . doi : 10.1093/mnras/stz1153 .
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