Hubble’s Galaxy Classification: Spiral, Elliptical, Irregular

Klasifikasi Galaksi Hubble: Spiral, Elips, Ora Teratur

Karakteristik saka macem-macem jinis galaksi, kalebu tingkat pembentukan lintang lan evolusi morfologis

Ing kain jagad sing bisa diamati, galaksi katon kanthi rupa-rupa wujud lan ukuran sing nggumunake—wiwit lengen spiral sing anggun sing dipenuhi wilayah pembentukan lintang nganti bal elips gedhé saka lintang sing wis tuwa, lan malah wujud sing ora teratur lan kacau sing angel diklasifikasikake. Variasi sing amba iki nyurung para astronom awal kanggo nggoleki sistem klasifikasi sing bisa nampilake fitur morfologis lan kemungkinan sambungan evolusi.

Kerangka kerja sing paling lestari yaiku klasifikasi Hubble’s tuning fork, sing diusulake ing taun 1920-an lan disempurnakake sajrone dekade kanggo kalebu subdivisi lan gradasi luwih rinci. Saiki, para astronom terus nggunakake kelompok gedhé iki—spirals, ellipticals, lan irregulars—kanggo njlèntrèhaké populasi galaksi. Ing artikel iki, kita bakal nyilem fitur saben jinis utama, sifat pembentukan lintang, lan carane evolusi morfologis bisa kedadeyan sajrone wektu kosmik.

1. Latar Belakang Sejarah lan Tuning Fork

1.1 Skema Asli Hubble

Ing taun 1926, Edwin Hubble nerbitaké artikel wigati sing njlentrehaké klasifikasi morfologis galaksi [1]. Panjenengané nyusun galaksi ing diagram “tuning fork”:

  1. Ellipticals (E) ing cabang kiwa—wiwit meh bunder (E0) nganti banget dawa (E7).
  2. Spirals (S) lan Barred Spirals (SB) ing cabang tengen—spiral tanpa bar ing siji cabang, spiral barred ing cabang liyane, luwih dipérang maneh miturut katingalé benjolan tengah lan kabukaé lengen spiral (Sa, Sb, Sc, lsp.).
  3. Lenticulars (S0) nyambungake celah antarane elips lan spiral, nduwèni cakram nanging ora nduwèni struktur spiral sing mencolok.

Sabanjuré, astronom liya (contone, Allan Sandage, Gérard de Vaucouleurs) nyempurnakake sistem asli Hubble, nambah rincian morfologis (contone, struktur cincin, bentuk bar alus, spiral flocculent vs grand-design).

1.2 Tuning Fork lan Hipotesis Evolusi

Hubble wiwitané (lan tentatif) nyaranake yèn elips bisa berkembang dadi spiral liwat proses internal. Panaliten sabanjuré mayoritas mbatalake gagasan kuwi: pangerten modern ndeleng kelas iki minangka asil sing beda saka sejarah pembentukan sing beda, sanajan merger lan evolusi sekuler bisa, ing konteks tartamtu, ngowahi morfologi. "Tuning fork" tetep dadi piranti deskriptif sing kuat, nanging ora mesthi makili urutan evolusi sing ketat.

2. Galaksi Elips (E)

2.1 Morfologi lan Klasifikasi

Elips asring alus, tanpa fitur "bunderan" cahya, kanthi struktur sing cilik katon. Dheweke dilabeli E0 nganti E7 adhedhasar elliptisitas sing nambah (E0 meh bunder, E7 banget memanjang). Sawetara aspek:

  • Cakram Minimal: Beda karo spiral, elips ora nduwèni komponen cakram sing signifikan, kanthi lintang ngorbit kanthi luwih acak.
  • Lintang Lawas, Luwih Abang: Populasi lintang biasane didominasi déning lintang lawas, massa cilik, menehi warna abang sakabèhé.
  • Gas utawa Debu Sedikit: Elips asring nduwèni gas adhem minimal, sanajan sawetara, utamane elips raksasa ing klaster, bisa ngemot gas X-ray panas ing halo sing amba.

2.2 Tingkat Formasi Lintang lan Populasi

Elips biasane nduwèni formasi lintang saiki sing sangat rendah—cadangan gas adhem langka. Formasi lintangé puncak ing awal sejarah kosmik, nggawe sferoid gedhé saka lintang lawas sing sugih logam. Ing sawetara elips, episode cilik formasi lintang anyar bisa dipicu déning merger cilik utawa akresi gas, nanging iki ora umum.

2.3 Skenario Pembentukan

Teori modern nyaranake yèn galaksi elips raksasa asring kabentuk liwat major mergers galaksi cakram. Interaksi kasar iki ngacak orbit lintang, nggawe distribusi sferoid [2, 3]. Elips cilik bisa muncul saka proses sing ora dramatis, nanging tema utama yaiku yèn perakitan massa utawa merger sing signifikan biasane ngalihake galaksi saka struktur spiral, mateni formasi lintang.

3. Galaksi Spiral (S)

3.1 Fitur Umum

Galaksi spiral ditondoi dening cakram muter lintang lan gas, asring kanthi benjolan tengah. Cakrame ndhukung lengan spiral, sing bisa gedhe lan cetha utawa luwih petak-petak ("flocculent"). Hubble mbagi spiral utamane kanthi:

  1. Sa, Sb, Sc urutan:
    • Sa: Bulge gedhe lan padhang, lengan kenceng.
    • Sb: Rasio bulge-disk intermediate, lengan luwih mbukak.
    • Sc: Bulge cilik, lengan longgar, wilayah formasi lintang luwih amba.
  2. Barred Spirals (SB): Struktur kaya bar nyabrang bulge tengah; subkategori SBa, SBb, SBc nggambarake bedane bulge lan lengan kaya sing kasebut ing ndhuwur.

3.2 Tingkat Formasi Lintang

Spiral cenderung dadi paling aktif formasi lintang saka kelas utama (kajaba sawetara starbursts ing sistem irregular). Gas ing disk ambruk miturut gelombang kerapatan spiral, nyebabake formasi lintang anyar terus-terusan. Distribusi lintang biru sing padhang ing lengan negesake proses iki sing terus lumaku. Data observasi nuduhake yen spiral tipe pungkasan (Sc, Sd) asring nduweni formasi lintang luwih akeh relatif marang massa total, nggambarake reservoir gas adhem sing luwih gedhe [4].

3.3 Disk lan Bulge Galaksi

Disk spiral ngemot akeh saka medium antar bintang adhem (ISM) lan lintang enom, nalika bulge asring luwih tuwa lan luwih spheroidal. Rasio massa bulge marang massa disk korelasi karo tipe Hubble (galaksi Sa duwe fraksi bulge luwih gedhe tinimbang Sc). Bar bisa ngarahake gas saka disk mlebu menyang njero, nyuplai bulge utawa bolongan ireng tengah, lan kadhangkala nyebabake starbursts utawa inti galaksi aktif (AGN).

4. Galaksi Lenticular (S0)

Galaksi S0, kadhangkala diarani “lenticulars,” nduweni posisi morfologis intermediate—nahan disk kaya spiral nanging ora duwe lengan spiral sing signifikan utawa wilayah formasi lintang. Diske bisa relatif kurang gas, luwih mirip populasi eliptik saka segi warna (lintang lawas, abang). S0 asring ditemokake ing lingkungan klaster, ing ngendi stripping tekanan ram utawa “harassment” galaksi bisa mbusak gas, mandhegake formasi lintang lan sacara efektif “ngowahi” spiral dadi S0 [5].

5. Galaksi Irregular (Irr)

5.1 Ciri-ciri Irregulars

Galaksi irregular ora manut klasifikasi struktural sing rapi kaya spiral utawa eliptik. Dheweke nuduhake bentuk kacau, asring ora duwe bulge utawa pola disk sing koheren, kanthi klaster formasi lintang utawa tambalan bledug sing nyebar. Ana loro sub-tipe utama:

  • Irr I: Sawetara struktur parsial utawa vestigial, bisa uga kaya disk spiral sing rusak.
  • Irr II: Sangat amorf, tanpa struktur sistematis sing bisa dideleng.

5.2 Formasi Lintang lan Pengaruh Eksternal

Irregulars biasane cilik utawa medium ing massa lintang nanging bisa nduweni tingkat formasi lintang sing luwih dhuwur kanthi ora proporsional relatif marang ukurane (contone, Large Magellanic Cloud). Interaksi gravitasi karo tangga teparo sing luwih gedhe, gaya pasang surut, utawa gabungan anyar bisa ngasilake morfologi irregular lan nyebabake starbursts [6]. Ing lingkungan kerapatan rendah, galaksi cilik bisa tetep irregular yen ora nate ngumpulake massa sing cukup kanggo mbentuk disk sing stabil.

6. Tingkat Pembentukan Lintang Saka Morfologi

Galaksi ing spektrum "tuning fork" Hubble uga mbentuk kontinyu ing star formation rates (SFR) lan sifat stellar population:

  • Late-Type Spirals (Sc, Sd) lan akèh Irregulars: Fraksi gas dhuwur, SFR sing dhuwur, umur lintang rata-rata luwih enom, cahya biru luwih akeh saka lintang anyar sing masif.
  • Early-Type Spirals (Sa, Sb): Pembentukan lintang sing cukup aktif, gas luwih sithik, bulge luwih gedhe.
  • Lenticulars (S0) lan Ellipticals: Biasane "abang lan mati", pembentukan lintang sing minimal, populasi lintang sing luwih tuwa.

Pemetaan saka kelas morfologi menyang pembentukan lintang iki ora mutlak—merger utawa interaksi bisa nyebabake galaksi elips entuk gas utawa nyebabake pembentukan lintang, nalika spiral tartamtu bisa tenang yen gas pembentuk lintang entek. Nanging, tren statistik umum tetep ana ing survei gedhe [7].

7. Jalur Evolusi: Merger lan Proses Sekuler

7.1 Merger: Penggerak Utama

Salah siji jalur utama kanggo transformasi morfologi yaiku galaxy mergers. Nalika loro spiral kanthi massa sing padha tabrakan, torsi gravitasi sing kuat asring nyurung gas menyang tengah, nyebabake starburst lan pungkasane mbangun struktur sing luwih sferoid yen merger iku utama. Merger bola-bali sajrone wektu kosmik bisa mbentuk elips raksasa ing inti klaster. Merger cilik utawa akresi satelit uga bisa ngowahi disk utawa nyengkuyung pembentukan bar, rada nggeser klasifikasi spiral.

7.2 Evolusi Sekuler

Ora kabèh owah-owahan morfologi mbutuhake tabrakan eksternal. Secular evolution melu proses internal sajrone wektu sing luwih dawa:

  • Bar Instabilities: Bar bisa nyurung gas mlebu tengah, nyokong pembentukan lintang pusat utawa AGN, bisa uga mbangun pseudo-bulge.
  • Spiral Arm Dynamics: Sakwisé wektu, pola gelombang bisa ngatur ulang orbit lintang, alon-alon mbentuk disk.
  • Environmental Stripping: Galaksi ing klaster bisa kelangan gas amarga interaksi medium intraklaster panas, ngalih saka spiral pembentuk lintang dadi S0 sing kurang gas.

Transformasi alus iki negesake yèn klasifikasi morfologi ora tansah statis nanging bisa owah minangka tanggapan marang lingkungan, umpan balik, lan proses dinamis internal [8].

8. Wawasan Observasional lan Penyempurnaan Modern

8.1 Survei Jero lan Galaksi Redshift Dhuwur

Teleskop kaya Hubble, JWST, lan observatorium gedhe ing lemah nglacak galaksi menyang jaman kosmik sing luwih awal. Sistem redshift dhuwur iki kadhangkala ora pas kanthi rapi menyang kategori morfologi lokal—disk "clumpy" sing kerep, wilayah pembentukan lintang sing ora teratur, utawa "nuggets" masif sing padhet. Sakwisé wektu kosmik, akèh saka iki pungkasane dadi luwih standar morfologi spiral utawa elips, nuduhake yèn urutan Hubble iku sebagian fenomena wektu pungkasan.

8.2 Morfologi Kuantitatif

Saliyane inspeksi visual, astronom nggunakake parameter kaya indeks Sérsic, koefisien Gini, M20, lan metrik liyane kanggo ngukur distribusi cahya lan kethulan kanthi kuantitatif. Upaya iki nambah sistem Hubble klasik, ngidini survei gedhe lan otomatis kanggo ngategorikake ewu utawa yuta galaksi kanthi sistematis [9].

8.3 Jinis Sing Ora Biasa

Sawetara galaksi ora manut klasifikasi sing prasaja. Galaksi cincin, galaksi cincin-polar, lan galaksi peanut-bulge nuduhake sejarah formasi eksotik (contone, tabrakan, bar, utawa akresi tidal). Iki ngelingake kita manawa klasifikasi morfologis iku skema sing trep nanging ora lengkap.

9. Konteks Kosmologis: Urutan Hubble Saka Wektu

Pitakon gedhe isih ana: Kepiye fraksi galaksi spiral vs. elips vs. ora teratur owah sajrone sejarah kosmik? Observasi nuduhake:

  • Galaksi ora teratur/peculiar katon luwih umum ing redshift sing luwih dhuwur, kamungkinan nggambarake merger intens lan struktur sing ora stabil ing jagad awal.
  • Galaksi spiral katon akeh ing macem-macem jaman, sanajan asring luwih sugih gas lan kethul ing jaman biyen.
  • Elips dadi luwih umum ing lingkungan klaster lan ing wektu sing luwih pungkasan, nalika penggabungan hierarkis wis mbangun sistem masif lan tenang.

Simulasi kosmologis nyoba ngasilake jalur evolusi iki, nyocogake distribusi jinis morfologis ing redshift sing beda-beda.

10. Pamikiran Pungkasan

Klasifikasi galaksi Hubble wis kabukten awet banget sanajan meh satus taun kemajuan astronomi. Spiral, elips, lan ora teratur makili kulawarga morfologis sing amba sing korelasi kuwat karo sejarah formasi lintang, lingkungan, lan dinamika skala gedhe. Nanging, ing mburi label sing trep iki ana jaringan komplek saka rute evolusi—merger, proses sekuler, lan umpan balik—sing bisa mbentuk maneh galaksi sajrone milyaran taun.

Sinergi saka imaging jero, spektroskopi resolusi dhuwur, lan simulasi numerik terus ngasah pandelengan kita babagan carane galaksi ngalih saka siji kondisi morfologis menyang liyane. Apa mbukak raksasa elips abang lan mati ing inti klaster, lengen spiral padhang sing nyinari cakram galaksi, utawa wujud ora teratur sing kacau ing bintang kerdil sing meledak, kebon binatang kosmik galaksi tetep dadi salah siji lapangan paling sugih ing astronomi—ngjamin manawa skema klasifikasi Hubble, sanajan klasik, berkembang bebarengan karo pangerten kita sing saya jembar babagan jagad raya.

Referensi lan Wacan Luwih Jero

  1. Hubble, E. (1926). “Nebula ekstra-galaktik.” The Astrophysical Journal, 64, 321–369.
  2. Toomre, A. (1977). “Mergers lan sawetawis akibat.” Evolution of Galaxies and Stellar Populations, Yale Univ. Obs., 401–426.
  3. Barnes, J. E., & Hernquist, L. (1992). “Dynamics of interacting galaxies.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 30, 705–742.
  4. Kennicutt, R. C. (1998). “Star Formation in Galaxies Along the Hubble Sequence.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 36, 189–232.
  5. Dressler, A. (1980). “Galaxy morphology in rich clusters – Implications for the formation and evolution of galaxies.” The Astrophysical Journal, 236, 351–365.
  6. Schweizer, F. (1998). “Galactic Mergers: Facts and Fancy.” SaAS FeS, 11, 105–120.
  7. Blanton, M. R., & Moustakas, J. (2009). “Physical Properties and Environments of Star-forming Galaxies.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 47, 159–210.
  8. Kormendy, J., & Kennicutt, R. C. (2004). “Secular Evolution and the Formation of Pseudobulges in Disk Galaxies.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 42, 603–683.
  9. Conselice, C. J. (2014). “The Evolution of Galaxy Structure Over Cosmic Time.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 52, 291–337.

 

← Artikel sadurunge                    Artikel sabanjure →

 

 

Bali menyang ndhuwur

Bali menyang Blog