宇宙星系簡稱星系,星系一詞源自于希臘文中的galaxias(γαλαξ?α?),參考銀河系,它是一個包含恒星、氣體的星際物質、宇宙塵和暗物質,并且受到重力束縛的大質量系統。典型的星系,從只有數千萬顆恒星的矮星系到上兆顆恒星的橢圓星系都有,全都環繞著質量中心運轉。除了單獨的恒星和稀薄的星際物質之外,大部分的星系都有數量龐大的多星系統、星團以及各種不同的星云,圍繞和延伸在星系之間,有著稀薄的等離子,它們被認為具有宇宙纖維狀結構,這是比宇宙的平均密度略為密集的區域。這些物質被稱為星系際介質(IGM),并且通常是被電離的氫;也就是包含等量的電子和質子的等離子。IGM的密度被認為是宇宙平均密度的10至100倍(每立方米擁有10至100顆氫原子)。在富星系團內的密度高達平均密度的1000倍時。
宇宙星系主要分成三類:橢圓星系、螺旋星系和不規則星系。對星系類型更明確與廣泛的描述會在哈柏序列的條目中敘述。因為哈柏序列是根據視覺的型態,他也許會錯過某些星系的重要特征,例如恒星形成率(在星爆星系或活躍星系的核心)。 透鏡星系是介于橢圓星系和旋渦星系之間的一種星系。大部分的星系都是橢圓星系,許多橢圓星系相信是經由星系的交互作用,碰撞或是合并,產生的。她們可以長成極大的體積(與螺旋星系比較)而且巨大的橢圓星系經常出現在星系群的中心區域。星爆星系是星系碰撞后的結果,可能導致巨大橢圓星系的形成。
螺旋星系
在螺旋星系,螺旋臂的形狀近似對數螺線,在理論上顯示這是大量恒星一致轉動造成的一種干擾模式。像恒星一樣,螺旋臂也繞著中心旋轉,但是旋轉的角速度并不是常數,這意味著恒星會穿越過螺旋臂,螺旋臂則是高密度區或是密度波。當恒星進入螺旋臂,他們會減速,因而創造出更高的密度;這就類似波將在高速公路上的車速延緩一樣。螺旋臂能被看見,是因為高密度促使恒星在此處誕生,因而螺旋臂上有許多明亮和年輕的恒星。我們自己的星系,銀河系,有時就簡稱為銀河,是一個有巨大星系盤的棒旋星系,直徑大約三萬秒差距或是十萬光年,厚度則約為三千光年;擁有約三千億顆恒星(3×1011)和大約六千億顆太陽的質量。
旋渦星系
(Spiral Galaxy, S-type Galaxy)具有旋渦結構的河外星系稱為旋渦星系,在哈勃的星系分類中用S代表.螺旋星系的螺旋形狀,最早是在1845年觀測獵犬座星系M51時發現的.螺旋星系的中心區域為透鏡狀,周圍圍繞著扁平的圓盤.從隆起的核球兩端延伸出若干條螺線狀旋臂,疊加在星系盤上.螺旋星系可分為正常漩渦星系和棒旋星系兩種.按哈勃分類,正常漩渦星系又分為 a、b、c三種次型:Sa型中心區大,稀疏地分布著緊卷旋臂;Sb型中心區較小,旋臂較大并較開展;Sc型中心區為小亮核,旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、電離氫區外,同時還有大量的塵埃和氣體分布在星系盤上。從側面看在主平面上呈現為一條窄的塵埃帶,有明顯的消光現象。漩渦星系通常有一個籠罩整體的、結構稀疏的暈,叫做星系暈。其中主要是星族Ⅱ天體,其典型代表是球狀星團。一個中等質量的漩渦星系往往有100~300個球狀星團。隨機地散布在星系盤周圍空間。在往外,可能還有更稀疏的氣體球,稱為星系暈。漩渦星系的質量為十億到一萬億個太陽質量,對應的光度是絕對星等-15~-21等。直徑范圍是5~50Kpc。Sa型星系的總光譜型為K,Sb型為F~K, Sc型為A~F。產生總光譜的主要天體既有高光度早型星,又有高光度晚型星。星族Ⅰ天體組成星系盤和旋臂,星族Ⅱ天體主要構成星系核、星系暈和星系冕。
棒旋星系
(Barred Sprial Galaxy, SB-type Galaxy)棒旋星系是中心呈長棒形狀的螺旋形星系,一般的螺旋形星系的中心是有圓核的,而棒旋形星系的中心是棒形狀,棒的兩邊有旋形的臂向外伸展。旋渦星系,分為兩族,一族是中央有棒狀結構的棒旋星系,用SB表示。另一種是無棒狀結構的旋渦星系,用S表示。這兩類星系又分別被細分為三個次型,分別用下標a、b、c表示星系核的大小和旋臂纏繞的松緊程度。
矮星系
球狀星團半人馬座,盡管橢圓星系和螺旋星系是很明顯與突出的,宇宙中大部分的星系都是矮星系,這些微小的星系都不到銀河系百分之一的大小,只擁有數十億顆的恒星。許多矮星系可能都會環繞著單獨的大星系運轉,我們的銀河至少就有一打這樣的矮星系。矮星系依樣可以分成橢圓、螺旋和不規則。因為矮橢圓星系外觀上與大的橢圓星系有一點相似,因此她們經常被稱為矮球狀星系來取代。
活躍星系
有部分我們觀察到的星系被分類為活躍星系,也就是說,來自星系的總能量除了恒星、塵埃和星際介質之外,還有另一個重要的來源。像這樣的活躍星系核的標準模型,根據能量的分布,認為是物質掉落入位在核心區域的超重質量黑洞造成的。以X射線的形式,輻射出高能量的星系被分類為賽弗特星系、類星體、或蝎虎BL類星體。從由核心噴發出的相對噴流發射出無線電頻率的活躍星系被分類為無線電星系。在統一場論的星系模型中,這些不同類的星系被解釋為從不同角度觀察所得到的結果。
不規則星系
不規則星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy) 外形不規則,沒有明顯的核和旋臂,沒有盤狀對稱結構或者看不出有旋轉對稱性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不規則星系只占5%。 按星系分類法,不規則星系分為Irr I型和Irr II型兩類。 I型的是典型的不規則星系,除具有上述的一般特征外,有的還有隱約可見不甚規則的棒狀結構。它們是矮星系,質量為太陽的一億倍到十億倍,也有可高達100億倍太陽質量的。 它們的體積小,長徑的幅度為2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、電離氫區、氣體和塵埃等年輕的星族I天體占很大比例。 II型的具有無定型的外貌,分辨不出恒星和星團等組成成分,而且往往有明顯的塵埃帶。 一部分II型不規則星系可能是正在爆發或爆發后的星系,另一些則是受伴星系的引力擾動而扭曲了的星系。所以I型和II型不規則星系的起源可能完全不同。
獨立星系和從屬星系
按照星系之間是否有隸屬關系,將宇宙中的星系劃分為獨立星系和從屬星系。在宇宙空間中獨立運行,它沒有環繞中心體旋轉,這樣的星系叫做獨立星系。而環繞中心體運行的星系如太陽系繞銀心運轉,地月星系繞太陽運轉,這樣的星系叫做從屬星系。
核旋轉星系和核不旋轉星系
按照中心星是否旋轉,劃分為核旋轉星系和核不旋轉星系。在宇宙中獨立星系它的核有的旋轉有的不旋轉。而從屬星系它的核都是旋轉的。
直線運動星系和曲線運動星系
按照星系運行的軌跡,劃分為直線運動星系和曲線運動星系。在宇宙空間中,那些獨立星系在主星帶領下按照主星形成時的射線方向在宇宙空間內進行直線運行。有的星系如從屬星系則是繞著主星進行曲線運行。
系內星系和宇宙星系
按照星系所在的空間位置,劃分為系內星系和宇宙星系。凡是在星系內運動的星系叫做系內星系;凡是在星系外宇宙空間里獨立運動的星系叫做宇宙星系。
年老星系和年輕星系
按照星系形成的年齡,劃分為年老星系和年輕星系。凡是那些在宇宙空間中或在星系內部形成時間比較長年齡大的星系叫做年老星系,年老的星系大都已演化成為比較規則的星系;在宇宙空間或在星系內部有的星系剛剛形成或形成不久,這樣的星系叫做年輕的星系,年輕的星系大都呈不規則狀態。
中心式星系和伴星式星系
按照星系中星球的關系,劃分為中心式星系和伴星式星系。由眾小質量星球繞大質量星球運動所組成的星系叫做中心式星系,如太陽系、銀河系等;由兩顆星球互繞二者中心質點運動所組成的星系叫做伴星式星系,如地球和月亮所組成的地月星系。
本文標題:宇宙星系的形態和分類
版權聲明:本文為原創文章,版權歸 一一奇聞 所有,歡迎分享本文,轉載請保留出處!