En elliptisk galakse er en galakse med en ellipsoid form og en jævn, næsten karakterieløs lysstyrkeprofil. De er en af de tre hovedtyper af galakser, der oprindeligt blev beskrevet af Edwin Hubble i 1936; de andre er spiral- og linsegalakser. Elliptiske galakser kan variere meget i form og størrelse: fra næsten kugleformede til stærkt affladede, og fra systemer med hundredvis af millioner til over en billion stjerner.

Struktur og klassifikation

Elliptiske galakser klassificeres traditionelt efter deres tilsyneladende ellipticitet på himlen ved Hubbles skala fra E0 (næsten cirkulær) til E7 (meget aflang). Den numeriske ellipticitet E er relateret til aksernes forhold (b/a) ved omtrent E = 10·(1 − b/a). I praksis findes flere undergrupper:

  • Jordnære dværgelliptiske (dE) — små, lysfattige systemer, almindelige i tætte miljøer.
  • Typiske elliptiske — mellemstore systemer uden tydelige spiralstrukturer.
  • Giant ellipticals (gE) og cD-galakser — meget massive galakser ofte i centrum af galaksehobe og superhobe; kan have omfattende haloer og mange kugleformede hobetal.

Stjerner, gas og stjernedannelse

De fleste elliptiske galakser består hovedsageligt af ældre stjerner med lav masse, med et sparsomt interstellært medium og minimal stjernedannelsesaktivitet. Dette giver dem et rødt farveskema og spektrer domineret af absorptionlinjer fra gamle stjernepopulationer. I de mest massive elliptiske galakser findes varm, røntgenudstrålende gas i et stort halo, mens kold molekylær gas og støv generelt er sjældent.

Kinematik og dynamik

Elliptiske galakser er i højere grad »pressure-supported« (stjernerne bevæger sig tilfældigt i alle retninger) snarere end rotation-understøttede som typiske skivegalakser. Dog viser nyere observationer, at mange mindre elliptiske galakser har betydelig rotationskomponent og kan være resultat af forskellige dannelsesveje. Mål af stjerners hastighedsspredning er centrale for bestemmelse af galaksens masse og for at estimere massen af centrale supermassive sorte huller.

Dannelse og udvikling

Moderne teorier peger på, at mange elliptiske galakser dannes gennem sammensmeltninger (mergers) mellem mindre galakser — især major mergers mellem store galakser — samt ved akkretionsprocesser i hierarkisk strukturdannelse. Efter en stjerneburstsfase kan stjernedannelsen blive slukket (»quenching«) af processer som aktiv galaktisk kerne (AGN)-feedback, stjernedrevne vinde og opvarmning af gas, hvilket resulterer i gamle, røde befolkninger.

Miljø og forekomst

Elliptiske galakser findes ofte i tætte miljøer og er almindelige tæt på galaksehobeers centre, hvor sammensmeltninger er hyppigere. I det lokale univers udgør de ikke den dominerende galaksetype i antal, men de dominerer ofte i masse og lys i hobecentre. I nogle målinger menes de at udgøre ca. 10–15% af galakserne i Virgo Supercluster, og deres andel stiger i tætte miljøer, mens de er mindre almindelige i det tidlige univers, dvs. i galakser, der er længere væk fra os.

Observationelle kendetegn og videnskabelig betydning

  • Farver og spektra: Rødlige farver, absorptiondominerede spektra og små mængder emission fra ung stjernedannelse.
  • Fundamental Plane: Elliptiske galakser følger en empirisk relation mellem effektiv radius, overflade-lysstyrke og hastighedsspredning, kaldet »Fundamental Plane«, som bruges til at studere deres struktur og massefordeling.
  • Supermassive sorte huller: Mange elliptiske galakser indeholder meget massive sorte huller i deres centre, og der findes tætte sammenhænge mellem sort hul-masse og stjerners hastighedsspredning (M–sigma relation).
  • Gravitationslinser: På grund af deres store masser fungerer nogle elliptiske galakser ofte som stærke gravitationslinser.
  • Kugleformede hobe: De er ofte omgivet af talrige kugleformede hobetal, hvilket afspejler en kompleks samle-historie.

Eksempler

Et velkendt eksempel er M87 i Virgo-hoben — en kæmpe elliptisk galakse med en kraftig radiokilde og en velundersøgt supermassiv sort hul, hvis skygge er blevet afbildet af Event Horizon Telescope. Andre klassiske eksempler findes som de store elliptiske centrumsgalakser i tætte hobesystemer.

Opsummering

Kort sagt er elliptiske galakser karakteriseret ved deres glatte ellipsoide former, ældre stjernepopulationer, ringe ny stjernedannelse og ofte store masser og centrale sorte huller. Deres forekomst og egenskaber afhænger stærkt af miljøet, og deres dannelse hænger sammen med galaktiske sammensmeltninger og processer, der slukker stjernedannelse.