Eliptická galaxie je galaxie elipsovitého tvaru s hladkým, téměř bezvýrazným jasnostním profilem. Jedná se o jeden ze tří hlavních typů galaxií, které původně popsal Edwin Hubble v roce 1936. Dalšími byly spirální a čočkovité galaxie.

Definice a vzhled

Eliptické galaxie mají pravidelný, oválný až téměř kulový tvar, bez zřetelných spirálních ramen nebo diskových struktur. Jasnostní profil větších eliptiků často popisuje de Vaucouleursovo zákona (profil r1/4), obecně se pro popis používá Sérsicův index. Velikost a hmotnost eliptických galaxií se velmi liší — od malých trpasličích eliptik po obří eliptiky obsahující stovky milionů až více než jeden bilion hvězd.

Hvězdné populace a mezihvězdné prostředí

Většina eliptických galaxií je tvořena staršími hvězdami s nízkou hmotností, mají červený barevný index a málo mladých modrých hvězd. Obsah mezihvězdného prostředí (prachu a chladného plynu) je obecně řídký, proto probíhá pouze minimální tvorba hvězd. U masivních eliptik je často detekováno horké, rentgenově zářící halo plynu a aktivita centrální supermasivní černé díry, která může lepit tvorbu hvězd (tzv. AGN feedback).

Kinematika a struktura

  • Stellar motions: hvězdy v eliptikách vykazují převážně náhodné pohyby charakterizované vysokou rozptýlenou rychlostí (velocity dispersion) spíše než uspořádaným rotujícím diskem. Existují však i rychle rotující eliptické galaxie, které přecházejí k lentikulárním vlastnostem.
  • Jasnostní profil: typický profil lze popsat Sérsicovým indexem n≈4 (de Vaucouleursův profil) u velkých eliptik; menší eliptiky mohou mít nižší n.
  • Kulové hvězdokupy: eliptiky bývají obklopeny bohatými systémy kulových hvězdokup, což poskytuje informace o jejich hmotnosti a historii akrece.
  • Rysy po srážkách: slupky, krusty a dříkčité proudy v halo často svědčí o minulých splynutích a přílivu menších galaxií.

Klasifikace a typy

V Hubbleově klasifikačním schématu jsou eliptické galaxie označeny písmenem E a doplňkovým číslem E0–E7 podle vypouklosti. Kromě toho rozlišujeme:

  • trpasličí eliptiky (dE) – malé, nízké svítivosti;
  • kompaktní eliptiky (cE) – velmi kompaktní a husté objekty;
  • obří eliptiky (gE) a cD galaxie – často dominantní objekty v centrech kup galaxií, s rozsáhlým halo a bohatým systémem kulových hvězdokup.

Eliptické galaxie a čočkovité galaxie se také nazývají galaxie "raného typu" (ETG), což je dáno jejich pozicí v Hubbleově posloupnosti. Termín "raného" je historický a nesouvisí s fyzickým věkem galaxií; ve skutečnosti obsahují převážně staré hvězdy.

Vznik a evoluce

Existují dva hlavní scénáře vzniku eliptických galaxií, které se dnes považují často za komplementární:

  • Hierarchické splynutí: masivní eliptiky vznikají spojením dvou nebo více galaxií (tzv. major mergers) — např. splynutím spirálních galaxií — které rozruší diskové struktury, vyvolají hvězdné exploze a mohou aktivovat centrální černou díru. Následné vyčerpání nebo ohřev studeného plynu vede k zániku tvorby nových hvězd.
  • Monolitický kolaps: dřívější model, podle kterého galaxie vznikla rychlým zhroucením plynu a intenzivnou tvorbou hvězd v raném vesmíru; u menších objektů a některých trpasličích eliptik to může být stále relevantní.

Kvůli těmto procesům se eliptické galaxie v raném vesmíru, tedy v galaxiích vzdálenějších od nás, vyskytovaly méně často nebo měly jiné vlastnosti — moderní pozorování však ukazují, že masivní, kompaktní eliptiky existovaly i v časném vesmíru a následně zvětšovaly své rozměry akrecí menších galaxií.

Skalovací vztahy a kosmologický význam

Eliptické galaxie se řídí několika důležitými skalovacími vztahy, které poskytují klíč k jejich dynamice a formování: Faber–Jacksonova relace (svítivost vs. rychlostní rozptyl), fundamental plane (relace mezi velikostí, svítivostí a rychlostním rozptylem) a korelace s hmotností centrální černé díry. Tyto vztahy se využívají k odhadu hmotností, vzdáleností a k testování modelů evoluce galaxií.

Prostředí a výskyt

Eliptické galaxie nejsou dominantním typem galaxií v celém vesmíru, ale častěji se vyskytují v hustších prostředích: nacházíme je často v centrech kup galaxií a v bohatých skupinách. Předpokládá se, že eliptické galaxie tvoří přibližně 10–15 % galaxií v nadkupě v Panně, přičemž největší a nejmasivnější eliptiky (včetně cD typů) leží v jádrech těchto struktur.

Jak eliptickou galaxii rozpoznat

  • Homogenní, hladký světelný profil bez spirálních ramen.
  • Červená barva a absencenávaznosti mladých hvězd.
  • Vysoká rychlostní rozptýlená složka pohybu hvězd; nízká hladina rotace u většiny objektů.
  • Silné rentgenové halo u masivních eliptik indikuje přítomnost horkého plynu.

Eliptické galaxie jsou tak klíčovými objekty pro studium dynamiky galaxií, formování hvězdných populací a vlivu prostředí na evoluci galaxií. Jejich rozmanitost — od drobných trpasličích až po obří centrální eliptiky — odráží různé formativní dráhy a historii srážek a akrece.