กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

ลำดับฮับเบิล

ลำดับฮับเบิลเป็นแผนผังการจำแนกประเภททางสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีที่เผยแพร่โดยเอ็ดวิน ฮับเบิลในปี 1926...

ลำดับฮับเบิล

ลำดับฮับเบิลเป็นแผนผังการจำแนกประเภททางสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีที่เผยแพร่โดยเอ็ดวิน ฮับเบิลในปี 1926 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]มักเรียกกันทั่วไปว่าแผนภาพส้อมเสียงฮับเบิลเนื่องจากรูปร่างที่แสดงตามธรรมเนียมนั้นคล้ายกับส้อมเสียงคิดค้นโดยจอห์น เฮนรี เรย์โนลด์สและเซอร์เจมส์ จีนส์[ 5 ]

แผนภาพลำดับฮับเบิลแบบส้อมเสียง

ระบบการจำแนกกาแล็กซีแบบส้อมเสียงแบ่งกาแล็กซีปกติออกเป็นสามประเภทใหญ่ๆ ได้แก่กาแล็กซีรูปวงรี กาแล็กซีรูปเลนส์และกาแล็กซีรูปก้นหอยโดยพิจารณาจากลักษณะที่มองเห็นได้ (เดิมทีพิจารณาจากแผ่นฟิล์มถ่ายภาพ ) ส่วนประเภทที่สี่ประกอบด้วยกาแล็กซีที่มี รูปร่าง ไม่สม่ำเสมอระบบการจำแนกกาแล็กซีของฮับเบิลเป็นระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ทั้งในงานวิจัยทางดาราศาสตร์ระดับมืออาชีพและในดาราศาสตร์สมัครเล่น

ประเภทของกาแล็กซี

รูปทรงวงรี

กาแล็กซีรูปทรงรีขนาดยักษ์ESO 325- G004

ทางด้านซ้าย (ในความหมายที่มักจะวาดลำดับ) คือกาแล็กซีรูปวงรี กาแล็กซีรูปวงรีมีการกระจายแสงที่ค่อนข้างเรียบและไม่มีลักษณะเฉพาะ และปรากฏเป็นรูปวงรีในภาพถ่าย กาแล็กซีเหล่านี้จะถูกแทนด้วยตัวอักษร E ตามด้วยจำนวนเต็มnซึ่งแสดงถึงระดับความรี ของกาแล็กซี บนท้องฟ้า ตามธรรมเนียมnคือสิบเท่าของความรีของกาแล็กซี ปัดเศษเป็นจำนวนเต็มที่ใกล้ที่สุด โดยที่ความรีถูกกำหนดเป็นe = 1 − b / aสำหรับวงรีที่มีa เป็นความยาว กึ่งแกนเอกและbเป็นความยาวกึ่งแกนรอง[ 6 ]ความรีจะเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาในแผนภาพฮับเบิล โดยกาแล็กซีที่เกือบเป็นวงกลม (E0) จะอยู่ทางด้านซ้ายสุดของแผนภาพ ความรีของกาแล็กซีบนท้องฟ้ามีความสัมพันธ์ทางอ้อมกับรูปร่างสามมิติที่แท้จริง (ตัวอย่างเช่น กาแล็กซีรูปทรงจานแบนอาจดูเกือบกลมหากมองจากด้านหน้า หรือดูเป็นรูปทรงรีมากหากมองจากด้านข้าง) จากการสังเกต กาแล็กซี "รูปทรงรี" ที่แบนที่สุดมีความรีe = 0.7 (เรียกว่า E7) อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาโปรไฟล์แสงและโปรไฟล์ความรี แทนที่จะดูแค่ภาพ ทำให้ตระหนักได้ในทศวรรษ 1960 ว่ากาแล็กซี E5–E7 อาจเป็นกาแล็กซีรูปเลนส์ที่ถูกจัดประเภทผิดพลาด โดยมีจานขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ในมุมเอียงต่างๆ กับแนวสายตาของเรา[ 7 ] [ 8 ]การสังเกตจลนศาสตร์ของกาแล็กซีประเภทต้นๆ ยืนยันเรื่องนี้เพิ่มเติม[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

ตัวอย่างของดาราจักรรูปทรงรี ได้แก่M49 , M59 , M60 , M87 และ NGC 4125

เลนส์นูน

กาแล็กซีสปินเดิล ( NGC 5866) เป็นกาแล็กซีรูปเลนส์ที่มีแถบฝุ่น เด่นชัด ในกลุ่มดาวมังกร

บริเวณใจกลางของส้อมเสียงฮับเบิล ซึ่งเป็นจุดที่แขนกาแล็กซีแบบเกลียวสองแขนและแขนกาแล็กซีแบบวงรีมาบรรจบกันนั้น มีกาแล็กซีประเภทกลางที่เรียกว่ากาแล็กซีเลนติคูลาร์และใช้สัญลักษณ์ S0 กาแล็กซีเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนนูน ตรงกลางที่สว่าง คล้ายกับกาแล็กซีแบบวงรี ล้อมรอบด้วยโครงสร้างคล้ายจาน ที่แผ่ขยายออกไป แต่ต่างจาก กาแล็กซีแบบ เกลียว ตรงที่ จานของกาแล็กซีเลนติคูลาร์ไม่มีโครงสร้างเกลียวที่มองเห็นได้ และไม่ได้กำลังสร้างดาวฤกษ์ในปริมาณมากอย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อมองภาพกาแล็กซีแบบธรรมดา กาแล็กซีรูปเลนส์ที่มีจานด้านหน้าค่อนข้างชัดเจนนั้นยากที่จะแยกแยะออกจากกาแล็กซีรูปวงรีประเภท E0–E3 ทำให้การจำแนกประเภทของกาแล็กซีประเภทนี้จำนวนมากไม่แน่นอน เมื่อมองจากด้านข้าง จานของกาแล็กซีจะปรากฏชัดเจนขึ้น และบางครั้งก็สามารถมองเห็นแถบฝุ่นที่เด่นชัดได้จากการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นแสงที่มอง เห็นได้

ในขณะที่มีการตีพิมพ์แผนการจำแนกประเภทกาแล็กซีของฮับเบิลครั้งแรก การมีอยู่ของกาแล็กซีรูปเลนส์เป็นเพียงสมมติฐาน ฮับเบิลเชื่อว่ากาแล็กซีเหล่านี้มีความจำเป็นในฐานะขั้นกลางระหว่าง "กาแล็กซีรูปวงรี" ที่แบนมากและกาแล็กซีเกลียวการสังเกตการณ์ ในภายหลัง (โดยฮับเบิลเองและคนอื่นๆ) แสดงให้เห็นว่าความเชื่อของฮับเบิลถูกต้อง และคลาส S0 ถูกรวมอยู่ในคำอธิบายขั้นสุดท้ายของลำดับฮับเบิลโดยอัลลัน แซนเดจ [ 12 ] กาแล็กซีประเภทต้นที่มีจานขนาดกลางระหว่างประเภท E0 และ S0 หายไปจากลำดับฮับเบิล มาร์ธา ลิลเลอร์ได้กำหนดให้เป็น กาแล็กซี ESในปี 1966

กาแล็กซีรูปเลนส์และกาแล็กซีเกลียว เมื่อรวมกันแล้ว มักเรียกว่ากาแล็กซีจานอัตราส่วนฟลักซ์จากส่วนนูนต่อจานในกาแล็กซีรูปเลนส์สามารถมีค่าได้หลากหลาย เช่นเดียวกับกาแล็กซีเกลียวแต่ละประเภทตามลักษณะทางสัณฐานวิทยา (Sa, Sb เป็นต้น) [ 13 ]

ตัวอย่างของกาแล็กซีรูปเลนส์ ได้แก่M85 , M86 , NGC 1316 , NGC 2787 , NGC 5866และเซนทอรัส เอ

เกลียว

กาแล็กซีพินวีล (เมสซิเยร์ 101/NGC 5457): กาแล็กซีเกลียวที่จัดอยู่ในประเภท Scd ในลำดับฮับเบิล
ดาราจักรกังหันมีคานNGC 1300 : ชนิด SBbc

ทางด้านขวาของแผนภาพลำดับฮับเบิล มีสองสาขาขนานกันที่ครอบคลุมกาแล็กซีเกลียว กาแล็กซีเกลียวประกอบด้วยจานแบนที่มีดาวฤกษ์ เรียงตัวเป็นโครงสร้าง เกลียว (โดยปกติจะมีสองแขน) และมีกลุ่มดาวฤกษ์อยู่ตรงกลางที่เรียกว่าบัลจ์ประมาณครึ่งหนึ่งของกาแล็กซีเกลียวทั้งหมดพบว่ามีโครงสร้างคล้ายแท่ง โดยแท่งนั้นทอดยาวจากบัลจ์ตรงกลาง และแขนทั้งสองข้างเริ่มต้นที่ปลายของแท่ง ในแผนภาพรูปส้อมเสียง กาแล็กซีเกลียวปกติจะอยู่ในสาขาบนและใช้สัญลักษณ์ตัวอักษร S ในขณะที่สาขาล่างประกอบด้วยกาแล็กซีเกลียวแบบมีแท่ง ซึ่งใช้สัญลักษณ์ SB กาแล็กซีเกลียวทั้งสองประเภทจะถูกแบ่งย่อยออกไปอีกตามลักษณะรายละเอียดของโครงสร้างเกลียว การเป็นสมาชิกของกลุ่มย่อยใดกลุ่มหนึ่งจะระบุโดยการเพิ่มตัวอักษรตัวเล็กต่อท้ายประเภททางสัณฐานวิทยา ดังนี้:

  • Sa (SBa) – แขนที่พันกันแน่นและเรียบเนียน มีส่วนนูนตรงกลางขนาดใหญ่และสว่าง
  • Sb (SBb) – แขนกังวลที่พันกันหลวมกว่า Sa (SBa) และส่วนนูนค่อนข้างจางกว่า
  • Sc (SBc) – แขนกังวลที่พันกันอย่างหลวมๆ มองเห็นกระจุกดาวและเนบิวลาแต่ละแห่งได้อย่างชัดเจน มีส่วนนูนที่เล็กกว่าและจางกว่า

เดิมทีฮับเบิลได้อธิบายกาแล็กซีเกลียวไว้ 3 ประเภท ต่อมาGérard de Vaucouleurs [ 14 ] ได้ขยายเพิ่มเติม โดยเพิ่มประเภทที่ 4 เข้าไปด้วย

  • Sd (SBd) – แขนที่พันกันอย่างหลวมๆ และแตกหักง่าย ความสว่างส่วนใหญ่จะอยู่ที่แขน ไม่ใช่ที่ส่วนนูน

แม้ว่ากาแล็กซีประเภท Sd จะเป็นส่วนหนึ่งของระบบการจำแนกประเภทของเดอ โวคูเลอร์ อย่างเคร่งครัด แต่ก็มักถูกรวมอยู่ในลำดับฮับเบิลด้วย ประเภทกาแล็กซีเกลียวพื้นฐานสามารถขยายเพิ่มเติมได้เพื่อให้สามารถแยกแยะลักษณะที่ปรากฏได้ละเอียดขึ้น ตัวอย่างเช่น กาแล็กซีเกลียวที่มีลักษณะอยู่ระหว่างสองประเภทข้างต้น มักจะระบุโดยการเพิ่มตัวอักษรพิมพ์เล็กสองตัวต่อท้ายประเภทกาแล็กซีหลัก (ตัวอย่างเช่น Sbc สำหรับกาแล็กซีที่มีลักษณะอยู่ระหว่าง Sb และ Sc)

โดยทั่วไปแล้ว กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราจัดอยู่ในประเภท Sc หรือ SBc [ 15 ]ทำให้เป็นกาแล็กซีเกลียวที่มีแขนที่ชัดเจน

ตัวอย่างของกาแล็กซีเกลียวปกติ ( ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ) : M31 (กาแล็กซีแอนโดรเมดา), M74 , M81 , M104 (กาแล็กซีซอมเบรโร), M51a (กาแล็กซีเวิร์ลพูล), NGC 300 , NGC 772

ตัวอย่างของดาราจักรเกลียวมีแถบ: M91 , M95 , NGC 1097 , NGC 1300 , NGC 1672 , NGC 2536 , NGC 2903

พวกนอกรีต

เมฆแมเจลแลนใหญ่ (LMC) – กาแล็กซีแคระไร้รูปร่าง

กาแล็กซีที่ไม่เข้ากับลำดับฮับเบิล เนื่องจากไม่มีโครงสร้างปกติ (ไม่ว่าจะเป็นแบบจานหรือแบบทรงรี) เรียกว่ากาแล็กซีไร้ระเบียบฮับเบิลได้กำหนดกาแล็กซีไร้ระเบียบไว้ 2 ประเภท: [ 16 ]

  • กาแล็กซีประเภท Irr I มีรูปทรงไม่สมมาตรและไม่มีส่วนนูนตรงกลางหรือโครงสร้างเกลียวที่เห็นได้ชัด แต่กลับประกอบด้วยกระจุกดาวอายุน้อยจำนวนมาก
  • กาแล็กซีประเภท Irr II มีลักษณะเรียบเนียนและไม่สมมาตร อีกทั้งยังไม่สามารถแยกแยะดาวแต่ละดวงหรือกระจุกดาวได้อย่างชัดเจน

ในการขยายลำดับฮับเบิล เดอ วาคูเลอร์เรียกกาแล็กซี Irr I ว่า 'กาแล็กซีไร้ระเบียบแบบแมเจลแลน' ตามชื่อเมฆแมเจลแลนซึ่งเป็นดาวบริวารสองดวงของทางช้างเผือกที่ฮับเบิลจัดประเภทเป็น Irr I การค้นพบโครงสร้างเกลียวจางๆ[ 17 ]ในเมฆแมเจลแลนใหญ่ทำให้เดอ วาคูเลอร์แบ่งกาแล็กซีไร้ระเบียบออกเป็นกลุ่มที่เช่นเดียวกับเมฆแมเจลแลนใหญ่ แสดงหลักฐานบางอย่างของโครงสร้างเกลียว (ซึ่งใช้สัญลักษณ์ Sm) และกลุ่มที่ไม่มีโครงสร้างที่ชัดเจน เช่นเมฆแมเจลแลนเล็ก (ใช้สัญลักษณ์ Im) ในลำดับฮับเบิลที่ขยายออกไป กาแล็กซีไร้ระเบียบแบบแมเจลแลนมักจะถูกวางไว้ที่ปลายกิ่งเกลียวของส้อมเสียงฮับเบิล

ตัวอย่างของกาแล็กซีไร้รูปร่าง: M82 , NGC 1427A , เมฆแมเจลแลนใหญ่ , เมฆแมเจล แลนเล็ก

ความสำคัญทางกายภาพ

กาแล็กซีรูปวงรีและรูปเลนส์มักถูกเรียกรวมกันว่ากาแล็กซี "ประเภทต้น" ในขณะที่กาแล็กซีเกลียวและกาแล็กซีไร้รูปทรงถูกเรียกว่า "ประเภทปลาย" ระบบการตั้งชื่อนี้เป็นที่มาของความเชื่อทั่วไป[ 18 ]แต่ผิดพลาดที่ว่าลำดับฮับเบิลมีจุดประสงค์เพื่อสะท้อนลำดับวิวัฒนาการที่สมมติขึ้น จากกาแล็กซีรูปวงรีผ่านกาแล็กซีรูปเลนส์ ไป จนถึงกาแล็กซีเกลียวแบบมีแถบหรือแบบปกติในความเป็นจริง ฮับเบิลได้ชี้แจงอย่างชัดเจนตั้งแต่แรกว่าไม่มีการตีความเช่นนั้น

มีการเน้นย้ำว่าการตั้งชื่อหมายถึงตำแหน่งในลำดับ และการตีความเชิงเวลาถือเป็นอันตราย การจัดประเภททั้งหมดเป็นไปตามประสบการณ์ล้วนๆ และไม่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีวิวัฒนาการ... [ 3 ]

ภาพวิวัฒนาการดูเหมือนจะได้รับการสนับสนุนจากข้อเท็จจริงที่ว่าจานของกาแล็กซีเกลียวถูกสังเกตว่ามีดาวฤกษ์ อายุน้อยจำนวนมาก และบริเวณที่มีการก่อตัวของดาวฤกษ์ อย่างต่อ เนื่อง ในขณะที่กาแล็กซีรูปวงรีประกอบด้วยประชากรดาวฤกษ์เก่าเป็นส่วนใหญ่ อันที่จริง หลักฐานในปัจจุบันชี้ให้เห็นตรงกันข้าม: เอกภพในยุคแรกดูเหมือนจะถูกครอบงำโดยกาแล็กซีเกลียวและกาแล็กซีไร้รูปทรง ในภาพการก่อตัวของกาแล็กซี ที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน กาแล็กซีรูปวงรีในปัจจุบันก่อตัวขึ้นจากการรวมตัวกันระหว่างส่วนประกอบพื้นฐานก่อนหน้านี้ ในขณะที่กาแล็กซีรูปเลนส์บางส่วนอาจก่อตัวขึ้นด้วยวิธีนี้ แต่บางส่วนอาจสะสมจานของพวกมันรอบทรงกลมที่มีอยู่ก่อนแล้ว[ 19 ]กาแล็กซีรูปเลนส์บางส่วนอาจเป็นกาแล็กซีเกลียวที่วิวัฒนาการแล้ว ซึ่งก๊าซถูกดึงออกไปจนไม่มีเชื้อเพลิงสำหรับการก่อตัวของดาวฤกษ์อย่างต่อเนื่อง[ 20 ]แม้ว่ากาแล็กซีLEDA 2108986จะเปิดประเด็นถกเถียงในเรื่องนี้ ก็ตาม

ข้อบกพร่อง

ข้อวิจารณ์ทั่วไปเกี่ยวกับแผนการของฮับเบิลคือเกณฑ์ในการกำหนดชั้นให้กับกาแล็กซีนั้นเป็นอัตวิสัย ทำให้ผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันกำหนดชั้นให้กับกาแล็กซีที่แตกต่างกัน (แม้ว่าผู้สังเกตการณ์ที่มีประสบการณ์มักจะเห็นพ้องต้องกันภายในน้อยกว่าประเภทฮับเบิลเดียว) [ 21 ] [ 22 ] แม้ว่าจะไม่ใช่ข้อบกพร่องที่แท้จริง แต่ตั้งแต่ Hubble Atlas of Galaxies ปี 1961 [ 23 ] เกณฑ์หลักที่ใช้ในการกำหนดประเภททางสัณฐานวิทยา (a, b, c เป็นต้น) คือลักษณะของแขนกังวล มากกว่าอัตราส่วนฟลักซ์จากส่วนนูนต่อจาน ดังนั้นจึงมีอัตราส่วนฟลักซ์ที่หลากหลายสำหรับแต่ละประเภททางสัณฐานวิทยา[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]เช่นเดียวกับกาแล็กซีรูปเลนส์

อีกหนึ่งข้อวิจารณ์เกี่ยวกับระบบการจำแนกประเภทของฮับเบิลคือ การที่ระบบนี้อิงตามลักษณะของกาแล็กซีในภาพสองมิติ ทำให้การจำแนกประเภทนั้นมีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางกายภาพที่แท้จริงของกาแล็กซีเพียงทางอ้อมเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัญหาเกิดขึ้นจาก ผลกระทบ ของทิศทางการมองเห็นกาแล็กซีเดียวกันจะมีลักษณะแตกต่างกันมากหากมองจากด้านข้าง เมื่อเทียบกับการมองจากด้านหน้าหรือมุมมองแบบ "ด้านข้าง" ดังนั้น ลำดับของกาแล็กซีประเภทต้นๆ จึงถูกแสดงไว้อย่างไม่สมบูรณ์ กาแล็กซีประเภท ES หายไปจากลำดับของฮับเบิล และกาแล็กซี E5–E7 จริงๆ แล้วคือกาแล็กซีประเภท S0 นอกจากนี้ กาแล็กซีประเภท ES แบบมีแถบและกาแล็กซีประเภท S0 แบบมีแถบก็หายไปเช่นกัน การจำแนกประเภทด้วยสายตายังมีความน่าเชื่อถือน้อยลงสำหรับกาแล็กซีที่จางหรืออยู่ไกล และลักษณะของกาแล็กซีอาจเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่สังเกตได้

อย่างไรก็ตาม ลำดับฮับเบิลยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาดาราศาสตร์นอกกาแล็กซีและประเภทฮับเบิลเป็นที่ทราบกันว่ามีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติทางกายภาพที่เกี่ยวข้องหลายประการของกาแล็กซี เช่นความสว่างสี มวล (ของดาวและก๊าซ) และอัตราการก่อตัวของดาว[ 26 ]

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2562 นักวิทยาศาสตร์พลเมืองใน โครงการ Galaxy Zooได้โต้แย้งว่าการจำแนกประเภทของฮับเบิลตามปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับกาแล็กซีเกลียวอาจไม่ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐาน ดังนั้น แผนการดังกล่าวอาจต้องได้รับการแก้ไข[ 27 ] [ 28 ]

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ลำดับฮับเบิล

ลำดับฮับเบิลเป็นแผนผังการจำแนกประเภททางสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีที่เผยแพร่โดยเอ็ดวิน ฮับเบิลในปี 1926...

รูปทรงวงรี

ทางด้านซ้าย (ในความหมายที่มักจะวาดลำดับ) คือ กาแล็กซี รูปวงรี กาแล็กซีรูปวงรีมีการกระจายแสงที่ค่อนข้างเรียบและไม่มีลักษณะเฉพาะ และปรากฏเป็นรูปวงรีในภาพถ่าย กาแล็กซีเหล่านี้จะถูกแทนด้วยตัวอักษร E ตามด้วยจำนวนเต็ม n ซึ่งแสดงถึงระดับ ความรี ของกาแล็กซี บนท้องฟ้า...

เลนส์นูน

บริเวณใจกลางของส้อมเสียงฮับเบิล ซึ่งเป็นจุดที่แขนกาแล็กซีแบบเกลียวสองแขนและแขนกาแล็กซีแบบวงรีมาบรรจบกันนั้น มีกาแล็กซีประเภทกลางที่เรียกว่า กาแล็กซีเลนติคูลาร์ และใช้สัญลักษณ์ S0 กาแล็กซีเหล่านี้ประกอบด้วยส่วน นูน ตรงกลางที่สว่าง คล้ายกับ กาแล็กซีแบบวงรี ล้อม...

เกลียว

ทางด้านขวาของแผนภาพลำดับฮับเบิล มีสองสาขาขนานกันที่ครอบคลุม กาแล็กซีเกลียว กาแล็กซีเกลียว ประกอบด้วย จานแบน ที่มี ดาวฤกษ์ เรียงตัวเป็นโครงสร้าง เกลียว (โดยปกติจะมีสองแขน) และมีกลุ่มดาวฤกษ์อยู่ตรงกลางที่เรียกว่า บัลจ์...