宇宙星系的排名(宇宙星系的形态)

游客投稿 科学探索 2023-06-23 07:13

宇宙星系简称galaxy,galaxy这个词来源于希腊语galaxias(& gamma;& alpha& lambda& alpha& Xi;?& alpha?),指的是银河系,是一个包含恒星、气体星际物质、宇宙尘埃和暗物质,并受引力束缚的大质量系统。典型的星系,从拥有数千万颗恒星的矮星系到拥有数万亿颗恒星的椭圆星系,都是围绕质心旋转的。除了个别恒星和稀薄的星际物质外,大多数星系都有大量的多恒星系统、星团和各种星云,它们环绕并在星系之间延伸,有稀薄的等离子体。它们被认为具有宇宙纤维状结构,比宇宙平均密度略高。这些物质被称为星系际介质(IGM),通常是电离氢;即包含等量电子和质子的等离子体。IGM的密度被认为是宇宙平均密度的10到100倍(每立方米有10到100个氢原子)。当富星团中的密度高达平均密度的1000倍时。

宇宙星系宇宙星系主要分为三类:椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。对星系类型更明确和广泛的描述将在哈白序列的条目中描述。因为哈白的序列是基于视觉模式的,他可能会漏掉一些星系的重要特征,比如恒星形成率(在星爆星系或活动星系的核心)。透镜星系是介于椭圆星系和螺旋星系之间的一种星系。大多数星系是椭圆星系,许多椭圆星系被认为是通过星系的相互作用、碰撞或合并而产生的。它们可以成长为巨大的体积(与螺旋星系相比),巨大的椭圆星系经常出现在星系团的中心区域。星爆星系是星系碰撞的结果,可能导致巨型椭圆星系的形成。

螺旋星系在螺旋星系中,旋臂的形状类似于对数螺线,这从理论上说明这是大量恒星一致自转导致的干涉模式。像恒星一样,旋臂绕中心旋转,但旋转的角速度不是常数,这意味着恒星会穿过旋臂,旋臂是一个高密区或密度波。当恒星进入旋臂时,它们会减速,从而产生更高的密度;就像海浪降低了高速公路的速度。可以看到旋臂是因为高密度在这里促进了恒星的诞生,所以旋臂上有很多明亮年轻的恒星。我们自己的星系银河系,有时简称银河系,是一个棒旋星系,有一个巨大的星系盘,直径约为30000秒差距或100000光年,厚度约为3000光年。拥有大约3000亿颗恒星(3x;1011)和大约6000亿个太阳的质量。

宇宙星系螺旋星系,S型星系)具有螺旋结构的河外星系称为螺旋星系,在哈勃的星系分类中用S表示。螺旋星系的螺旋形状是在1845年观测犬星座M51时首次发现的。螺旋星系的中心区域是透镜状的。在一个扁平的圆盘的包围下,几个螺旋状的螺旋臂从凸起的两端延伸出来,叠加在星系的圆盘上。旋涡星系可分为两种:正常旋涡星系和棒状旋涡星系。按照哈勃分类,正常的旋涡星系可分为A、B、C三个亚型:Sa型有一个很大的中心区域,有稀疏紧密的旋臂;Sb型中央区更小,旋臂更大更发达;Sc型中央区为小亮核,旋臂大而松散。除了旋臂上的高光度O、B型星、超巨星和电离氢区,银盘上还分布着大量的尘埃和气体。从侧面看,在主平面上呈现为一条狭窄的尘埃带,有明显的消光现象。旋涡星系通常有一个覆盖整体且结构稀疏的晕,称为星系晕。其中,主要天体是星群II,其典型代表是球状星团。一个中等质量的螺旋星系通常有100~300个球状星团。随机散布在银盘周围的空间。向外,可能有更罕见的气体球,称为银河晕。旋涡星系的质量从十亿到一万亿太阳质量不等,对应的光度是绝对星等-15~-21。直径范围为5~50Kpc。Sa型星系的总光谱类型为k,Sb型为f ~ k,sc型为a ~ F,产生总光谱的主要天体既有高光度早期恒星,也有高光度晚期恒星。第一组天体构成星系的盘和旋臂,而第二组天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。

棒旋星系(Sb型星系)是一个具有长棒状中心的螺旋星系。一般螺旋星系的中心有一个圆核,而棒状星系的中心是杆状的,在杆的两侧有向外延伸的旋臂。螺旋星系分为两组。一组是棒状螺旋星系,中心有棒状结构,用SB表示。另一种是没有棒状结构的螺旋星系,用s表示,这两类星系又细分为三个亚型,下标A、B、C分别表示星系核的大小和旋臂的紧密程度。

矮星群半人马座,虽然椭圆星系和旋涡星系明显突出,但宇宙中绝大多数星系都是矮星系,这些微小的星系不到银河系大小的1%,只有数十亿颗恒星。许多矮星系可能围绕着一个单一的大星系旋转,在我们的星系中至少有十几个这样的矮星系。矮星系可分为椭圆形、螺旋形和不规则形。因为短椭圆星系在外观上与大椭圆星系相似,所以它们通常被称为短球状星系。

活动星系我们观测到的一些星系被归为活动星系,也就是说,来自星系的总能量除了来自恒星、尘埃和星际介质之外,还有另一个重要的来源。根据能量的分布,像这样的活动星系核的标准模型被认为是由物质落入核心区域的超大质量黑洞引起的。在X射线的形式下,辐射高能的星系被归类为塞弗特星系、类星体或托卡马克中的BL类星体。从核心发出的相对喷流中发出无线电频率的活动星系被归类为射电星系。在统一场论的星系模型中,这些不同种类的星系被解释为不同角度观测的结果。

不规则星系,Irr型星系)具有不规则的形状,没有明显的核和旋臂,没有盘状对称结构或没有旋转对称的星系,用字母Irr表示。全天最亮的星系中,不规则星系只占5%。按照星系的分类,不规则星系可分为Irr I型和Irr II型。I型是典型的不规则星系,不仅具有上述一般特征,还具有一些不规则的棒状结构。它们是矮星系,质量是太阳的1亿到10亿倍,有的可以高达太阳的100亿倍。它们体积很小,主直径和次直径从2000秒差距到9000秒差距不等。该星群的组成与Sc螺旋星系相似:O-B星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星群I天体占很大比例。ⅱ型外观无定形,分不清恒星、星团等成分,常有明显的尘埃带。一些II型不规则星系可能正在爆发或正在爆发,而另一些则被伴星系的引力扰动扭曲。所以I型和II型不规则星系的起源可能是完全不同的。

独立星系和从属星系根据独立星系和从属星系之间是否存在从属关系,将宇宙中的星系分为独立星系和从属星系。它在太空中独立运行,不围绕中心天体旋转。这样的星系被称为独立星系。围绕中心天体运行的星系,如太阳系围绕银河中心运行、地月星系围绕太阳运行等,称为从属星系。

核旋转星系和核非旋转星系根据中心恒星是否旋转分为核旋转星系和核非旋转星系。在宇宙中,独立星系的核旋转或不旋转。而从属星系的核心是旋转的。

直线运动星系和曲线运动星系按运动轨迹分为直线运动星系和曲线运动星系。在太空中,那些独立的星系在主星的指引下按照主星形成时的光线方向直线运行。一些星系,如从属星系,围绕主星弯曲。

河内星系和宇宙星系按空间位置分为河内星系和宇宙星系。任何在一个星系内运动的星系都称为星系内星系;所有在星系外层空间独立运动的星系称为宇宙星系。

老星系和年轻星系根据星系形成的年龄分为老星系和年轻星系。那些在太空中或星系内部形成时间较长的较老星系称为老星系,大部分老星系都演化成了相对规则的星系;太空中或星系中的一些星系刚刚形成或即将形成。这样的星系被称为年轻星系,大部分都是不规则的。

中心星系和伴星系根据星系中恒星的关系分为中心星系和伴星系。由围绕大质量行星运动的小质量行星组成的星系被称为中心星系,如太阳系和银河系。由两颗围绕其中心运动的行星组成的星系称为伴星系,如由地球和月球组成的地月星系。