銀河の形態分類

銀河の形態分類は、天文学者が銀河をその視覚的外観に基づいてグループに分けるために使用するシステムです。銀河を形態に応じて分類する方式はいくつかありますが、最も有名なのはエドウィン・ハッブルが考案し、後にジェラール・ド・ヴォークルールとアラン・サンデージが拡張したハッブル系列です。ただし、銀河の分類と形態は現在、主に計算手法と物理的形態学を使用して行われています。

ハッブル分類は、エドウィン・ハッブルが1926年に考案した銀河の形態学的分類法である。^{[2] [3]} ハッブル分類は、伝統的にその形状で表現されるため、口語では「ハッブル音叉」と呼ばれることが多い。ハッブル分類は、銀河を視覚的外観（もともとは写真乾板上）に基づいて3つの大まかなクラスに分類している。^[4]

• 楕円銀河は、滑らかで特徴のない光の分布を持ち、画像では楕円として表示されます。楕円銀河は、文字「E」で示され、その後に空での楕円度を表す整数nが続きます。 ^[5]楕円度の評価は、長軸（a）と短軸（b）の比率によって決まります。^[6]

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

• 渦巻銀河は、平らな円盤と、（通常は 2 本の腕を持つ）渦巻構造を形成する星、および外観が楕円銀河に似ているバルジと呼ばれる中心の星の集中から構成されます。これらには「S」という記号が与えられます。また、すべての渦巻銀河のおよそ半分は、中央のバルジから伸びる棒状の構造を持つことが観測されています。これらの棒渦巻銀河には「SB」という記号が与えられます。
• レンズ状銀河（S0と表記）も明るい中心バルジとそれを取り囲む広がった円盤状の構造から構成されていますが、渦巻銀河とは異なり、レンズ状銀河の円盤には目に見える渦巻構造がなく、活発に星を形成している量もそれほど多くありません。^[7]

これらの広範な分類は、外観のより細かい区別を可能にし、明らかな規則的な構造（円盤状または楕円体状）を持たない不規則銀河など、他のタイプの銀河を包含するように拡張することができます。^[4]

ハッブル系列は、しばしば二股のフォークの形で表現され、楕円銀河は左側にあり（楕円度は左から右に向かって大きくなる）、棒渦巻き銀河と棒渦巻き銀河は右側のフォークの2つの平行な枝を形成している。レンズ状銀河は、楕円銀河と渦巻き銀河の間、2つの枝が「ハンドル」と出会う点に位置している。^[9]

今日まで、ハッブルの分類法は、専門的な天文学研究とアマチュア天文学の両方において、銀河を分類するための最も一般的に使用されているシステムです。^[10] しかし、2019年6月、Galaxy Zooを通じて市民科学者は、特に渦巻き銀河に関しては、通常のハッブルの分類法がサポートされていない可能性があり、更新する必要があるかもしれないと報告しました。 ^{[11] [12]}

銀河を分類するド・ヴォークルールシステムは、 1959年にジェラール・ド・ヴォークルールによって初めて説明されたハッブルの分類法を拡張したもので、広く使われている。 ^[13]ド・ヴォークルールは、渦巻き腕の密集度と棒状構造の有無に基づくハッブルの2次元的な渦巻き銀河の分類法は、観測された銀河の形態の全範囲を適切に説明していないと主張した。特に、リングとレンズは渦巻き銀河の重要な構造要素であると主張した。^[14]

ド・ヴォークルールのシステムは、ハッブルの銀河の基本的な分類法である楕円銀河、レンズ状銀河、渦巻き銀河、不規則銀河を継承している。ハッブルの分類法を補完するために、ド・ヴォークルールは3つの形態学的特徴に基づいた、より精巧な渦巻き銀河の分類法を導入した。^[15]

分類体系のさまざまな要素が、記載されている順序で組み合わされて、銀河の完全な分類が行われます。たとえば、緩く巻かれた腕とリングを持つ弱棒渦巻銀河は、SAB(r)c と表記されます。

視覚的には、ド・ヴォークルールシステムはハッブルの音叉の3次元バージョンとして表すことができ、x軸に段階（螺旋状）、 y軸に族（縞状）、z軸に多様性（環状）が示されています。^[17]

ド・ヴォークルールはまた、彼の体系の中で各クラスの銀河に数値を割り当てた。数値的なハッブル段階 T の値は-6から +10 までで、負の数は前期型銀河 (楕円銀河とレンズ状銀河) に対応し、正の数は後期型銀河 (渦巻き銀河と不規則銀河) に対応する。^[18]したがって、大まかに言えば、Tの値が低いほど、円盤に対する球状体/バルジに含まれる恒星質量の割合が大きい。球状体と全恒星質量の比 (M _B /M _T ) とハッブル段階の間の近似マッピングは、局所銀河に基づいて M _B /M _T =(10−T) ² /256 である。^[19]

楕円銀河は、コンパクト楕円銀河 (cE)、通常楕円銀河 (E)、後期型 (E ^{+ ) の 3 つの「段階」に分けられます。レンズ状銀河も同様に、初期型 (S −} )、中期型 (S ⁰ )、後期型 (S ⁺ )に細分されます。不規則銀河は、マゼラン不規則銀河 ( T = 10) または「コンパクト」 ( T = 11) のタイプになります。

数値段階の使用により、銀河の形態をより定量的に研究できるようになります。

ヤーキス方式は、アメリカの天文学者ウィリアム・ウィルソン・モーガンによって考案されました。モーガンはフィリップ・キーナンとともに、スペクトルによる星の分類のためのMKシステムも開発しました。ヤーキス方式では、銀河の星のスペクトル、形状（実形状と見かけ形状）、中心集中度を使用して銀河を分類します。^[21]

例えば、アンドロメダ銀河はkS5に分類されます。^[22]

• 銀河の形態カタログ – 30,642 個の銀河のロシアのカタログ
• 銀河の色と等級図 – 大きな恒星系の明るさと質量の関係を示す図
• Galaxy Zoo  – クラウドソーシング天文学プロジェクト
• ウィリアム・ウィルソン・モーガン – アメリカの天文学者
• フリッツ・ツヴィッキー – スイスの天文学者 (1898–1974)

ウィキメディア・コモンズには、銀河の形態分類に関連するメディアがあります。

• 銀河と宇宙 – 銀河の分類入門
• 近赤外線銀河形態アトラス、TH ジャレット
• スピッツァー赤外線近傍銀河探査 (SINGS) ハッブル音叉、SINGS スピッツァー宇宙望遠鏡レガシーサイエンスプロジェクト
• GalaxyZoo.orgにアクセスして、オックスフォード大学のオープンコミュニティプロジェクトの一環として銀河の分類に挑戦してみましょう。