נראה שלבני אדם יש צורך מולד למיין דברים לקבוצות ולקטגוריות. במדע, המיון הוא לעתים קרובות צעד ראשון בחיפוש אחר הפיזיקה שגורמת להבדלים בצורה בין מערכות שונות. אחרי שקבע שסוגים מסוימים של ערפיליות נמצאים מחוץ לגלקסיה שלנו, ניסה אדווין האבל למצוא דרכים לסווג את הגלקסיות החדשות האלה לפי מראן – לפי המורפולוגיה הגלקטית שלהן. בעזרת אוסף גדול של צילומים, ובגישה המדעית המקובלת בתחום מחקר חדש, הוא ניסה למיין את העצמים השונים לסוגים, ואחר כך לסדר אותם בשיטה שמראה מעברים הדרגתיים מסוג לסוג. הסיווג עצמו אינו מוביל ישירות לתאוריה פיזיקלית, אבל התקווה הייתה שלקשר בין סוגי הגלקסיות יהיה בסיס פיזיקלי. למשל, סוגי הגלקסיות עשויים להיות קשורים בגיל, בכמות הגז, באוכלוסיות הכוכבים, בהבדלי מסה או בהבדלי סיבוב. האבל מצא בחקר האזורים שמעבר לשביל החלב שלושה סוגים עיקריים של גלקסיות: ספירליות, אליפטיות ולא-סדירות. הוא הבחין גם שבגלקסיות ספירליות רבות יש מוט מרכזי.
שביל החלב שלנו הוא גלקסיה ספירלית עם מוט: יש לו דיסקה שזרועותיה מחוברות למוט, בליטה והילה. כמו במערכות דומות אחרות, בדיסקה יש זרועות ספירליות עם ערפיליות פליטה בהירות ותווך בין-כוכבי עשיר באבק ובגז. כשמביטים בדיסקה מהצד, האבק יוצר פס מסתיר. אילו יכולנו להביט בדיסקה מלמעלה, מגובה רב, היינו רואים את הזרועות הספירליות מתוות בבירור בכוכבים צעירים, כחולים ומאירים. בכשני שלישים מהגלקסיות הספירליות יש באזור המרכזי מבנה בהיר דמוי מוט, כמו בשביל החלב. בגלקסיות כאלה הזרועות הספירליות מתחילות בקצות המוט, ולא בגרעין עצמו.
גם בספירליות הרגילות וגם בספירליות עם מוט הבחין האבל במעבר הדרגתי בין סוגים. בספירליות הרגילות, הרצף מ-Sa דרך Sb ל-Sc הוא רצף של זרועות פחות ופחות מלופפות ובליטות מרכזיות פחות ופחות בולטות. הספירליות עם מוט מסווגות באותו אופן, מ-SBa דרך SBb ל-SBc. הגלקסיות פזורות בחלל בכיוונים אקראיים, ולכן חלק מהדיסקות נראות מלפנים וחלקן מהצד. גודל הבליטה המרכזית ומידת הליפוף של הזרועות הולכים יד ביד, ולכן אפשר לסווג גלקסיה ספירלית לפי שיטת האבל גם כשרואים אותה מהצד. רואים גם שבגלקסיות ספירליות עם זרועות רפויות יותר בולטים הרבה יותר הכוכבים המאירים, צבירי הכוכבים וערפיליות הפליטה שמתווים את הזרועות. כל הגלקסיות הספירליות מסתובבות כך שהזרועות נגררות מאחור, כפי שנצפה בשביל החלב. את סיבוב הגלקסיות הספירליות אפשר למפות באמצעות היסטי דופלר, שנמדדים בשלוש דרכים: בקווי בליעה של כוכבים, בקווי פליטה של אזורי מימן מיונן (אזורי HII), או בקו 21 ס"מ של מימן ניטרלי. כשדיסקה נראית מלפנים אי אפשר לראות את הסיבוב, כי התנועה ניצבת לקו הראייה ואין היסט דופלר; אבל גם נטייה קלה מאפשרת לקבוע את כיוון הסיבוב.
האבל צפה גם בגלקסיות עם בליטות ודיסקות בולטות, אבל בלי זרועות ספירליות. הן מסווגות כגלקסיות S0, ולפעמים נקראות גלקסיות עדשתיות (לנטיקולריות), בגלל צורתן דמוית העדשה. הגלקסיות העדשתיות איבדו את רוב החומר הבין-כוכבי שלהן, ולכן נוצרים בהן מעט כוכבים.
עד כה התעלמנו מהרכיב הגלקטי העיקרי השלישי: ההילה. מתברר שההילות של גלקסיות דלילות מכדי שנראה אותן, אפילו בצילומים עמוקים. הקושי לראות את ההילות חשוב, כי בהילה נמצאת רוב המסה של כל גלקסיה ספירלית! האבל לא ראה בגלקסיות S0 סוג נפרד; הוא חשב שהן סוג מעבר היפותטי. האסטרונומים כיום רואים בהן סוג ביניים בין הספירליות לאליפטיות. אפשר לחשוב על גלקסיה אליפטית כעל גלקסיה שכל אוכלוסיית הכוכבים שלה היא אוכלוסיית הילה.
באדיבות NASA
גודלן של גלקסיות ספירליות יכול להשתנות עד פי עשרה. לעומת זאת, לגלקסיות האליפטיות יש טווח גדלים עצום: מננסיות זעירות, לא גדולות בהרבה מצביר כדורי, ועד ענקיות שגדולות פי שלושה עד ארבעה משביל החלב. באופן כללי, לגלקסיות האליפטיות יש צורה חלקה, כמו כדור או כדור פחוס, ואין להן זרועות ספירליות. הן מסווגות לפי מידת העגילות או הפחיסות שלהן, ולפי גודלן. הסולם המספרי מ-E0 עד E7 עובר מגלקסיות עגולות לגלקסיות מוארכות מאוד. הגלקסיות הן עצמים תלת-ממדיים שפזורים בחלל, ולכן נקודת המבט שלנו מכדור הארץ אינה בהכרח מראה את צורתן האמיתית. גלקסיה מסוג E7 מוארכת מאוד, ולכן היא בהכרח גלקסיה שטוחה יחסית שנראית מהצד. לעומת זאת, גלקסיה מסוג E0 נראית עגולה, אבל היא אינה חייבת להיות כדורית: גם התפלגות כוכבים פחוסה שנראית מלפנים וגם אוסף כדורי של כוכבים יסווגו כ-E0. ברוב המכריע של הגלקסיות האליפטיות נראים רק כוכבים אדמדמים, וכמעט אין סימן לגז, לאבק או לכוכבים צעירים ומאירים, אף שמספר קטן מאוד מהן כחולות, ועדיין נוצרים בהן כוכבים. פעם חשבו שהגלקסיות האליפטיות פחוסות בגלל סיבובן, אבל הן מסתובבות לאט מכדי לגרום לפחיסות שנצפית.
באדיבות NASA
הקטגוריה השלישית היא הגלקסיות הלא-סדירות. לגלקסיות הלא-סדירות יש צורות רבות, והן בדרך כלל קטנות. בחלקן יש מידה של מבנה ספירלי, אבל בלי הסימטריה הגבוהה של ספירליות של ממש. לאחרות יש צורה כאוטית, בלי שום סימטריה נראית לעין – אולי כמו חרק שהתנפץ על שמשת מכונית. נראה שרבות מהלא-סדירות הכאוטיות האלה עברו התנגשויות או נמצאות בתהליך מיזוג עם מערכות אחרות. בגלקסיות הלא-סדירות יש אזורים של יצירת כוכבים סוערת, עם כוכבים צעירים בולטים. ענני מגלן הם שתי הדוגמאות היחידות שנראות בעין בלתי מזוינת (אם במקרה אתם גרים בחצי הכדור הדרומי). ולבסוף, לכמה גלקסיות יש צורות חריגות, שאינן נכנסות בשיטת הסיווג של האבל. לגלקסיות "מוזרות" (peculiar) כאלה עשויות להיות לולאות, זנבות או מבנים מתמשכים אחרים, שאין בגלקסיות הלא-סדירות, ושנוצרים מיחסי גומלין עם גלקסיות אחרות או עם גז בין-גלקטי.
הסיווג הוא צעד ראשון חשוב בארגון העושר של היקום שמחוץ לגלקסיה שלנו, אבל הוא אינו מוביל אוטומטית להבנה פיזיקלית. האבל סידר את הגלקסיות בתרשים "מזלג קולן", שבו הספירליות הרגילות והספירליות עם מוט יוצרות שני רצפים מקבילים, והגלקסיות S0 הן סוג מעבר בין הספירליות לאליפטיות. השיטה הזאת מתאימה היטב לחלק מתכונות הגלקסיות; למשל, בהשוואה לגלקסיות ספירליות, בגלקסיות אליפטיות הכוכבים זקנים יותר וכמות הגז והאבק קטנה יותר. במשך זמן מה סברו שסיווג האבל מבטא רצף אבולוציוני, שבו הגלקסיות הספירליות מכלות בהדרגה את הגז שלהן, הכוכבים מזדקנים ודועכים, והתוצאה הסופית היא גלקסיה אליפטית. זה לא ייתכן, כי בגלקסיות ספירליות יש אוכלוסיות הילה זקנות, ורבות מהן בוודאי זקנות כמו הגלקסיות האליפטיות. המורפולוגיה לבדה אינה מסבירה את כל ההבדלים בין סוגי הגלקסיות.
→ הסעיף הקודם: 15.15 מדידת מרחקים באמצעות קפאידים | הסעיף הבא: 15.17 גלקסיות ספירליות ←