2.有容乃大——星系的分类
宇宙中没有两个星系的形状是完全相同的,每一个星系都有自己独特的外貌。但是由于星系都是在一个有限的条件范围内形成,因此它们有一些共同的特点,这使人们可以对它们进行大体的分类。
旋涡星系
在多种星系分类系统中,天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是应用得最广泛的一种。哈勃根据星系的形态把它们分成三大类:椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。
被暗星云遮挡的圆形星系
椭圆星系呈现的是一个由对称分布的恒星构成的球形或圆形。这种星系的大小范围,从大到伸跨几十万光年的、罕见的巨椭圆星系,到小至只拥有几百万个恒星的矮椭圆星系。虽然没有一个矮椭圆星系在天上引人注目,但它们却是星系中最常见的一类。椭圆星系的投影图像的形态范围是从近圆形直到极扁的椭圆形。然而,它们的扁椭并非由于自转。此外,也不知道它们的真实形状究竟是扁球形还是长球形。它可以分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用E0—E7表示,最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形,原因是很难确定椭圆星系在空间中的角度。
椭圆星系
在星空中约有70%的亮星——包括银河系在内,都是旋涡星系。旋涡星系有一个直径5万至15万光年的恒星主盘,盘的厚度约为直径的十分之一。沉陷在盘结构中的是旋臂,它像玩具风车那样,从中心向外旋伸。在旋臂中,最大量地集聚着旋涡星系的星际气体和尘埃。在集聚区域内,它们能形成恒星。在新诞生的恒星中,间或有生存期短、光度高的;它们存在于旋臂内,在望远镜拍摄的底片上明显可见。
旋涡星系
旋涡星系的中央核周围是一个巨大的核心隆起结构,大多数情况下均接近于球体。其直径大者,可达盘结构直径之半。在核球和盘结构之外是由星团、单个恒星或许还有其他物质构成一个稀疏的或多或少为球状的晕。星系晕能伸展到盘结构之外很远处,并拥有星系总质量的大部分。
透镜状旋涡星系
通常情况,将旋涡星系划分为“正常旋涡”和“棒旋旋涡”两种类型。在棒旋星系中,旋臂起始于一个贯穿星系核、由恒星和星际物质组成的直棒结构的终端,或是起始于并非星系核而是星系棒周围的一个圆环结构。
不规则星系没有一定的形状,而且含有更多的尘埃和气体,用Irr表示。少数星系不能很好地和通用的划分框架拟合,它们被分类为不规则星系。另有一类用S0表示的透镜型星系,表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。
不规则星系
知识小百科
星系术语
(1)椭圆星系
呈椭圆形,没有悬臂结构。 其中又分为:E0,E1……E7。数字越大,表示星系越扁。
(2)漩涡星系
①星系的核心部分为椭圆形:用Sa、Sb、Sc等来表示。
②星系中出现棒状结构:用SBa、SBb等来表示。
③透镜星系:介于E与Sa类型之间,用SO等来表示。
(3)不规则星系
用罗马数字Irr来表示。其中,Irr1表示颜色偏蓝,Irr2表示颜色偏黄等。
宇宙中的大部分大星系都是旋涡星系,其次是椭圆星系,不规则星系占的比重最小。旋涡星系自转得比较快,其盘面中含有大量尘埃和气体,这些物质聚集成能供恒星形成的区域。这些区域发育出含有许多蓝星的旋臂,所以盘面的颜色看上去偏蓝。而在其棒状结构和中央核球上稠密地分布着许多年老的恒星。与旋涡星系相比,椭圆星系自转得非常慢。其结构是均匀而对称的,没有旋臂,尘埃和气体也极少。造成这种局面的原因是早在数十亿年前恒星迅速形成时就已经将椭圆星系中的所有尘埃和气体消耗完了。其结果是造成这些星系中无法诞生新的恒星,因此椭圆星系中包含的全都是老年恒星。
天空中最亮的恒星
宇宙中约有10亿个星系的中心有一个超大质量的黑洞,这类星系被称为“活跃星系”,类星体也属于这类星系。
椭圆形星系
此外还有一类个子矮小的“矮星系”。这类星系不像大型星系那样明亮,但它们的数量非常多。银河系附近有许多矮星系,其数量比所有其他类型星系之和都多。在邻近的星系团中也已发现了大量的矮星系。其中一些形状规则,多半都含有星族II的恒星;形状不规则的矮星系一般含有明亮的蓝星。
星系的形状一般在它诞生之时就已经确定了,此后一直都保持着相对稳定,除非发生了星系碰撞或邻近星系的引力干扰。
知识小百科
矮星系——产生宇宙结构的基系
在哈勃太空望远镜拍摄到的编号为“NGC-1705”小星系照片上,科学家研究发现,在这个星系的中心区域有数以千计的年轻和衰老的恒星。
“NGC 1705”星系
这是一个不规则的矮星系,因为它没有任何明显的旋涡形结构,与著名的大小麦哲伦星系的情况非常相似。NGC 1705离地球约1700万光年,被专家认为这是一个非常古老的星系。它的年龄达到135亿年。影像中,星系内年轻炽热的蓝色恒星大多集中在中心的星团内,较年老且较低温红色恒星的分布则较均匀。它的一生中可能不停地有恒星诞生。最近一次爆发性恒星诞生所产生的星光,可能在3000万年后才开始照耀地球。这个缓缓演化的不规则矮星系,缺乏像旋涡臂这类较规则的结构体。天文学家猜测,矮星系可能是宇宙中出现的第一批星系,它们产生某些“标准结构”,然后由“标准结构”在灾变性合并中形成更巨大的天体——旋涡星系和椭圆星系。
因此,在弄清楚不规则矮星系如何演化之后,就可以掌握所有其他星系的诞生机理以及整个宇宙的结构,特别是NGC 1705可以作为研究恒星形成历史的宝贵实验室。而NGC 1705可能是离地球最近的一个模型星系。
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