التصنيف المورفولوجي للمجرة

التصنيف الشكلي للمجرات هو نظام يستخدمه علماء الفلك لتقسيم المجرات إلى مجموعات بناءً على مظهرها المرئي. هناك العديد من المخططات المستخدمة التي يمكن من خلالها تصنيف المجرات وفقًا لأشكالها، وأشهرها تسلسل هابل ، الذي ابتكره إدوين هابل وتم توسيعه لاحقًا بواسطة جيرارد دي فوكولور وآلان سانداج . ومع ذلك، يتم الآن تصنيف المجرات وشكلها إلى حد كبير باستخدام الأساليب الحسابية والشكل الفيزيائي.

تسلسل هابل هو مخطط تصنيف مورفولوجي للمجرات اخترعه إدوين هابل في عام 1926. ^{[2] [3]} وغالبًا ما يُعرف بشكل عام باسم "شوكة هابل الرنانة" بسبب الشكل الذي يتم تمثيله به تقليديًا. يقسم مخطط هابل المجرات إلى ثلاث فئات عريضة بناءً على مظهرها المرئي (في الأصل على لوحات فوتوغرافية ): ^[4]

• تتميز المجرات الإهليلجية بتوزيعات ضوئية سلسة وخالية من الملامح وتظهر على شكل قطع ناقص في الصور. يتم الإشارة إليها بالحرف "E"، متبوعًا بعدد صحيح n يمثل درجة القطع الناقص في السماء. ^[5] يعتمد تصنيف القطع الناقص على نسبة المحور الرئيسي (أ) إلى المحور الثانوي (ب)، وبالتالي: ^[6]

${\displaystyle E=10\times \left(1-{\frac {b}{a}}\right)}$

• تتكون المجرات الحلزونية من قرص مسطح، حيث تشكل النجوم بنية حلزونية (ذات ذراعين عادةً) ، وتركيز مركزي من النجوم يُعرف باسم الانتفاخ ، وهو مشابه في المظهر للمجرة الإهليلجية. يُرمز لها بالرمز "S". كما لوحظ أن ما يقرب من نصف المجرات الحلزونية لها بنية تشبه القضبان، تمتد من الانتفاخ المركزي. يُرمز لهذه المجرات الحلزونية ذات القضبان بالرمز "SB".
• تتكون المجرات العدسية (المشار إليها باسم S0) أيضًا من انتفاخ مركزي ساطع محاط ببنية ممتدة تشبه القرص، ولكن على عكس المجرات الحلزونية ، فإن أقراص المجرات العدسية ليس لها بنية حلزونية مرئية ولا تشكل نجومًا نشطة بأي كمية كبيرة. ^[7]

يمكن توسيع هذه الفئات العريضة لتمكين التمييز الدقيق في المظهر ولتغطية أنواع أخرى من المجرات، مثل المجرات غير المنتظمة ، والتي ليس لها بنية منتظمة واضحة (إما على شكل قرص أو بيضاوي). ^[4]

غالبًا ما يتم تمثيل تسلسل هابل في شكل شوكة ذات شقين، مع المجرات الإهليلجية على اليسار (مع زيادة درجة الإهليلجية من اليسار إلى اليمين) واللولب المضلع وغير المضلع يشكلان الشقين المتوازيين للشوكة على اليمين. توجد المجرات العدسية بين المجرات الإهليلجية واللولب المضلع، عند النقطة التي يلتقي فيها الشقان بـ "المقبض". ^[9]

حتى يومنا هذا، يُعد تسلسل هابل النظام الأكثر استخدامًا لتصنيف المجرات، سواء في البحث الفلكي المهني أو في علم الفلك للهواة . ^[10] ومع ذلك، في يونيو 2019، أفاد علماء المواطنون من خلال Galaxy Zoo أن تصنيف هابل المعتاد ، وخاصة فيما يتعلق بالمجرات الحلزونية ، قد لا يكون مدعومًا، وقد يحتاج إلى تحديث. ^{[11] [12]}

نظام دي فوكولور لتصنيف المجرات هو امتداد واسع الاستخدام لتسلسل هابل ، والذي وصفه لأول مرة جيرارد دي فوكولور في عام 1959. ^[13] زعم دي فوكولور أن تصنيف هابل ثنائي الأبعاد للمجرات الحلزونية - بناءً على إحكام الأذرع الحلزونية ووجود أو غياب قضيب - لم يصف بشكل كافٍ النطاق الكامل لأشكال المجرات المرصودة. على وجه الخصوص، زعم أن الحلقات والعدسات هي مكونات هيكلية مهمة للمجرات الحلزونية. ^[14]

يحتفظ نظام دي فوكولور بتقسيم هابل الأساسي للمجرات إلى مجرات بيضاوية وعدسية وحلزونية وغير منتظمة . ولإكمال مخطط هابل، قدم دي فوكولور نظام تصنيف أكثر تفصيلاً للمجرات الحلزونية، استنادًا إلى ثلاث خصائص مورفولوجية: [ ^15]

يتم دمج العناصر المختلفة لنظام التصنيف - بالترتيب الذي تم إدراجها به - لإعطاء التصنيف الكامل للمجرة. على سبيل المثال، يتم الإشارة إلى المجرة الحلزونية ذات القضبان الضعيفة والأذرع الملتفة بشكل فضفاض والحلقة باسم SAB(r)c.

من الناحية البصرية، يمكن تمثيل نظام دي فوكولور كنسخة ثلاثية الأبعاد من شوكة رنانة هابل، مع المرحلة (اللولبية) على المحور السيني ، والعائلة (الخطوط) على المحور الصادي ، والتنوع (الحلقات) على المحور الزادي . ^[17]

كما خصص دي فوكولور قيمًا عددية لكل فئة من المجرات في مخططه. تتراوح قيم المرحلة العددية T من −6 إلى +10، حيث تتوافق الأرقام السالبة مع المجرات من النوع المبكر (الإهليلجيات والعدسية) والأرقام الموجبة مع الأنواع المتأخرة (اللولبية وغير المنتظمة). ^[18] وبالتالي، كقاعدة تقريبية، تتوافق القيم المنخفضة لـ T مع جزء أكبر من الكتلة النجمية الموجودة في كروي/انتفاخ بالنسبة للقرص. التقريب التقريبي لنسبة الكتلة الكروية إلى الكتلة النجمية الكلية (M _B /M _T ) ومرحلة هابل هو M _B /M _T =(10−T) ² /256 بناءً على المجرات المحلية. ^[19]

تنقسم المجرات الإهليلجية إلى ثلاث "مراحل": المجرات الإهليلجية المدمجة (cE) والمجرات الإهليلجية العادية (E) والمجرات المتأخرة (E ⁺ ). وتنقسم المجرات العدسية أيضًا إلى أنواع مبكرة (S ⁻ ) ومتوسطة (S ⁰ ) ومتأخرة (S ⁺ ). يمكن أن تكون المجرات غير المنتظمة من نوع المجرات غير المنتظمة الماجلانية ( T = 10) أو "المدمجة" ( T = 11).

مرحلة هابل الرقمية

المرحلة T من هابل	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
فئة الفوكوليور [17]	جى إي	هـ	هـ +	س0 −	س0 0	س 0+	س0/أ	سا	ساب	سب	إس بي سي	س	اس سي دي	س د	سديم	سم	أنا
فئة هابل التقريبية [20]	هـ			س0			س0/أ	سا	سا-ب	سب	إس بي-سي	س			Sc-Irr	إير أنا

يسمح استخدام المراحل العددية بإجراء دراسات كمية أكثر حول شكل المجرة.

تم إنشاء مخطط يركس بواسطة عالم الفلك الأمريكي ويليام ويلسون مورجان . بالتعاون مع فيليب كينان ، طور مورجان أيضًا نظام MK لتصنيف النجوم من خلال أطيافها. يستخدم مخطط يركس أطياف النجوم في المجرة؛ والشكل الحقيقي والظاهري؛ ودرجة التركيز المركزي لتصنيف المجرات. ^[21]

النوع الطيفي	توضيح
أ	نجوم بارزة من الفئة أ
أف	نجوم بارزة من A إلى F
ف	نجوم F البارزة
اف جي	نجوم بارزة من الفئة F إلى الفئة G
ج	نجوم بارزة من فئة G
اللغة الإنجليزية:	نجوم بارزون من G–K
ك	نجوم بارزون في كوريا الجنوبية

الشكل المجري	توضيح
ب	حلزوني مضلع
د	التماثل الدوراني بدون بنية حلزونية أو بيضاوية واضحة
هـ	بيضاوي الشكل
الحلقة	بيضاوي مع امتصاص الغبار
أنا	غير منتظم
ل	سطوع السطح منخفض
ن	نواة صغيرة ساطعة
س	حلزوني

الميل	توضيح
1	المجرة "وجها لوجه"
2
3
4
5
6
7	المجرة "حافة"

على سبيل المثال، يتم تصنيف مجرة ​​أندروميدا على أنها kS5. ^[22]

• الفهرس المورفولوجي للمجرات  – الفهرس الروسي الذي يحتوي على 30,642 مجرة
• مخطط لون وحجم المجرة  – مخطط يصور العلاقة بين سطوع وكتلة الأنظمة النجمية الكبيرة
• حديقة حيوانات المجرة  – مشروع علم الفلك الجماعي
• ويليام ويلسون مورجان  – عالم فلك أمريكي
• فريتز زويكي  – عالم فلك سويسري (1898–1974)

• المجرات والكون – مقدمة لتصنيف المجرات
• أطلس مورفولوجيا المجرات في الأشعة تحت الحمراء القريبة، تي إتش جاريت
• مسح المجرات القريبة بالأشعة تحت الحمراء من سبيتزر (SINGS) شوكة رنانة هابل، مشروع SINGS Spitzer Space Telescope Legacy Science
• انتقل إلى GalaxyZoo.org لتجربة تصنيف المجرات كجزء من مشروع مجتمع مفتوح بجامعة أكسفورد