Эллиптические галактики

Главная отличительная черта этих галактик — практически полное отсутствие межзвёздного газа и пыли. Это приговор для процессов звездообразования: без строительного материала новые звёзды рождаться не могут. Как следствие, население эллиптических галактик состоит исключительно из старых звёздных поколений — жёлтых и красных карликов, красных гигантов и белых карликов. Это определяет их общий красноватый оттенок. Интересно, что с удалением от центра цвет галактик смещается к более голубому, что свидетельствует о градиенте в возрасте и составе звёздного населения.

Их форма описывается трёхосным эллипсоидом, а яркость плавно спадает от яркого, плотного ядра к разреженным внешним регионам. Классификация по подтипам (от E0 до E7) основана на видимой сплюснутости, где E0 — почти идеальная сфера, а E7 — наиболее вытянутый эллипсоид. Однако современные исследования показали, что многие галактики классов выше E4 на самом деле являются линзовидными.

Эллиптические галактики демонстрируют самый большой разброс размеров и масс среди всех типов галактик. Их диаметры варьируются от нескольких тысяч световых лет (карликовые системы, которые легко спутать с крупными шаровыми скоплениями, но с наличием тёмной материи) до настоящих гигантов размером под миллион световых лет. Массы могут достигать колоссальных значений — до 10¹³ масс Солнца. Самые массивные галактики во Вселенной, часто находящиеся в центрах скоплений, являются именно эллиптическими.

В отличие от спиральных галактик, чья форма поддерживается быстрым вращением, эллиптические системы в основном держат форму за счёт хаотичного движения звёзд с высокой дисперсией скоростей (от десятков до сотен км/с). Их динамика описывается фундаментальными законами, такими как соотношение Фабер — Джексона (связь светимости с дисперсией скоростей) и теорема вириала.

Историческая гипотеза Хаббла о том, что эллиптические галактики являются «ранними» и эволюционируют в спиральные, оказалась ошибочной. Сегодня доминирует прямо противоположная точка зрения: большинство эллиптических галактик образуется на поздних стадиях эволюции в результате слияний и столкновений спиральных или линзовидных систем. Это катастрофическое событие разрушает дисковую структуру, вызывает вспышку звездообразования, которое быстро исчерпывает все запасы газа, и в итоге формирует гладкий эллипсоидальный объект, населённый старыми звёздами.

Несмотря на «позднее» образование, сами звёзды в этих галактиках очень древние, так как основное звездообразование прекратилось в них миллиарды лет назад.

Дополнительные характеристики

Тёмная материя: Как и другие галактики, эллиптические системы погружены в обширные гало тёмной материи.

Газовые короны: Гигантские эллиптические галактики часто окружены протяжёнными коронами из горячего газа, интенсивно излучающего в рентгеновском диапазоне.

Сверхмассивные чёрные дыры: В их центрах почти всегда находятся чёрные дыры колоссальной массы (в миллиарды солнечных масс). Аккреция вещества на них может превращать галактику в мощный радиоисточник (как, например, знаменитая галактика M87 в Деве).

Шаровые скопления: Эллиптические галактики, особенно массивные, содержат огромное количество шаровых скоплений, число которых коррелирует с массой самой галактики.

Эллиптические галактики редко встречаются в изоляции, предпочитая плотные скопления и группы галактик. Яркими примерами являются:

M87 (Дева A): Гигантская эллиптическая галактика в центре скопления в Деве, известная своим релятивистским джетом.

M49 и M60: Крупные эллиптические галактики в том же скоплении.

Карликовые спутники Андромеды (M32, NGC 205): Ближайшие к нам примеры этого класса.

Таким образом, эллиптические галактики — это не «простой» класс объектов, а конечный продукт бурной космической эволюции, системы, в которых основные процессы звездообразования остались в далёком прошлом.