A galaxisok Hubble-féle osztályozása

A galaxisok első típusba sorolása a Hubble-féle osztályozási rendszer, amely a fényképeken való megjelenés alapján osztályozza a galaxisokat, tekintet nélkül egyéb fizikai paramétereikre (Hubble-osztályok: elliptikus, spirális, irreguláris).

Az ismert galaxisok több mint kétharmada elliptikus típusú. Az elliptikus galaxisok közül kerülnek ki a legnagyobb tömegű galaxisok. Ugyanakkor az elliptikus galaxisok között számos apró galaxist is találunk, és a normál méretű galaxisoknál kisebb, törpe galaxisok (törpe elliptikus és szferoidális galaxisok) felé is folyamatos átmenet figyelhető meg az osztályban. A legtöbb elliptikus galaxis kevés csillagközi anyagot tartalmaz, a csillagpopuláció pedig öreg, ezekben a galaxisokban már lezajlott a csillagkeletkezés. Az elliptikus galaxisok alakja gömb vagy ellipszoid alakhoz közeli. Méretük (0,1-től 100 kpc) tömegük (10 millió -10 billió naptömeg) és abszolút fényességük (-8-tól -22 magnitúdóig) jelentős tartományt fog át, a törpéktől az óriásgalaxisokig tartalmaz objektumot az osztály. Jelölésük En, ahol n egy 0 és 7 közötti egész szám, és a galaxis égi vetületének elnyúltságára utal: n=10x(1-b/a), ahol b/a a galaxis kistengely/nagytengely aránya. Az óriás elliptikus galaxisok általában galaxishalmazok közepén helyezkednek el, magjukban általában rendkívül nagy tömegű fekete lyuk található, és jelentős aktivitást mutatnak (pl. M86, M87). Egyes esetekben korong és jelentős intersztelláris anyag is észlelhető, ezek összeolvadt spirál-elliptikus kannibálok lehetnek, mint pl. a Cen A rádiógalaxis.

A spirálgalaxisok közepes és nagyméretű csillagrendszerek, mintegy -16 és -21 magnitúdó közötti abszolút fényességgel. Jellemző bennük a csillagkeletkezés, olykor nagy intenzitással (csillagontó galaxisok, pl. M83). A spirális galaxisok csillagpopulációja és csillagközi anyaga zömmel a korongban és a központi dudorban helyezkedik el. A mag környéke igen aktív lehet, intenzív anyagkiáramlással a korongra merőlegesen.
A korong a hidrodinamikai stabilitás határán van, ezért dinamikai sűrűséghullámok épülnek föl benne, amelyeket spirálkarokként figyelünk meg. A karok csavarodása korrelál a dudor luminozitásával: a fényesebb dudor körül szorosabban tekeregnek a karok. Ez alapján osztályozhatjuk Sa-Sb-Sc típusokba a spirálgalaxisokat. A korong másik lehetséges képződménye a küllő, ez esetben a dudor háromtengelyű ellipszoid alakú (SBa, SBb, SBc stb. típusok). A galaxist körbeveheti gyűrű, illetve megjelenhet gyűrű a küllő peremén is. A spirálgalaxisok szerkezete olykor csavart, ezek a torzulások vagy kölcsönhatásra, vagy magányos galaxis esetén a korong vertikális irányú sajátrezgéseire vezethetők vissza.
A galaxisok korongjában az anyag differenciálisan rotál, azaz a szögsebesség a centrumtól kifelé csökken. Az anyagi spirálkaroknak emiatt 1-2 fordulat alatt fel kellene tekerednie. De nem ezt tapasztaljuk: a nagy, általában 2 karú spirálszerkezet stabil. Ezeket gravitációs sűrűséghullámmal magyarázzák, amelyben a merev testként, állandó szögsebességgel forgó, logaritmikus spirális alakú karok nem állandó anyagot tartalmaznak, hanem lökéshullám frontok. Egyben gravitációs potenciálgödrök, így ahol ezek a karok végigsöpörnek a korongban, ott a csillagközi anyagfelhők összenyomódnak, és intenzív csillagképződés kezdődik.
A sűrűséghullámmal magyarázható spirálszerkezet mellett vannak olyan galaxisok is, amelyek korongjában nincs ilyen szabályos minta, hanem sok filament, fátyolszerű spirál. Ezek szerkezetét a szupernóva-robbanások által generált, láncreakciószerű csillagképződéssel modellezik. A lentikuláris (lencse alakú) galaxisokban is a korong és a dudor a fő morfológiai komponensek, de a korong stabil (pl. mert nagy a sebességdiszperziója), és nem alakulnak ki spirálkarok.

Az irreguláris (szabálytalan) galaxisok a legkisebb tömegűek, és ezekben figyelhetjük meg a legfiatalabb csillagpopulációkat, valamint arányát tekintve a legtöbb csillagközi anyagot is. Az aránylag közelebbi galaxisok nagy része spirális, de a távolabbiak főleg irregulárisak, illetve pekuliárisak (különlegesek).

A Hubble-osztályozásnak számos, további morfológiai szempontokat (átmeneti formák, küllő, különböző gyűrűk stb.) figyelembe vevő kiterjesztése is létezik. Az osztályozás hátránya, hogy különböző mélységű képeken változhatnak a Hubble-osztályok (pl. az elliptikus galaxisok elnyúltsága), továbbá a megfigyelt hullámhossz szerint is változás látható. Az Androméda-galaxisban megjelenik egy gyűrű az infravörösben, amelynek nincs optikai megfelelője. A M83 optikai tartományban küllős spirálgalaxis, ultraibolya tartományban (GALEX) azonban nyoma sem látszik a küllőnek.

Az, hogy egy galaxis milyen típusúként alakul ki, sok mindentől, főleg a kezdeti perdületétől függ. A kezdeti feltételek mellett a belső folyamatok és a külső hatások alakítják a galaxis szerkezetét. A galaxisok típusa változhat különféle hatások következtében.

A galaxisok spektrofotometriai osztályozása

Kozmológiai távolságok esetén a legtöbb objektum csillagszerű vagy igen kicsi, ebből következően a Hubble-osztályokat távoli galaxisok esetén nem lehet értelmezni. Asztrofizikai szempontból pontosabb is, ha a spektrális energiaeloszlás alapján kék és vörös típusú normál galaxisokat, csillagontó galaxisokat, aktív galaxisokat és kvazárokat különböztetünk meg, és megadjuk az abszolút fényességet. A távoli közönséges galaxisok azonosítása, elkülönítése az emissziós és aktív galaxisoktól a galaxisok kétszíndiagramján történik.