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  lzy_8880525 2013-09-09 00:00:00

  17世紀(jì)，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些朦朧的天體，于是稱它們?yōu)椤靶窃啤?。有的星云是氣體的，有的被認(rèn)為像銀河系一樣，是由許許多多恒星組成的宇宙島，由于距離地球太遠(yuǎn)，觀測都分辨不清那些由大量恒星構(gòu)成的朦朧天體。那么，它們有多遠(yuǎn)呢？是銀河系內(nèi)的，還是銀河系外的呢？ 20世紀(jì)20年代，美國天文學(xué)家哈勃在仙女座大星云中發(fā)現(xiàn)了一種叫作“造父變星”的天體，從而計(jì)算出星云的距離，終于肯定它是銀河系以外的天體系統(tǒng)，稱它們?yōu)椤昂油庑窍怠薄? 河外星系，簡稱為星系，是位于銀河系之外、由幾十億至幾千億顆恒星、星云和星際物質(zhì)組成的天體系統(tǒng)。目前已發(fā)現(xiàn)大約10億個(gè)河外星系。銀河系也只是一個(gè)普通的星系。人們估計(jì)河外星系的總數(shù)在千億個(gè)以上，它們?nèi)缤|闊海洋中星羅棋布的島嶼，故也被稱為"宇宙島"。 關(guān)于河外星系的發(fā)現(xiàn)過程可以追溯到兩百多年前。在當(dāng)時(shí)法國天文學(xué)家梅西耶 ( Messier Charles ) 為星云編制的星表中，編號為M31的星云在天文學(xué)史上有著重要的地位。初冬的夜晚，熟悉星空的人可以在仙女座內(nèi)用肉眼找到它——一個(gè)模糊的斑點(diǎn)，俗稱仙女座大星云。從1885年起，人們就在仙女座大星云里陸陸續(xù)續(xù)地發(fā)現(xiàn)了許多新星，從而推斷出仙女座星云不是一團(tuán)通常的、被動(dòng)地反射光線的塵埃氣體云，而一定是由許許多多恒星構(gòu)成的系統(tǒng)，而且恒星的數(shù)目一定極大，這樣才有可能在它們中間出現(xiàn)那么多的新星。如果假設(shè)這些新星Z亮?xí)r候的亮度和在銀河系中找到的其它新星的亮度是一樣的，那么就可以大致推斷出仙女座大星云離我們十分遙遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們已知的銀河系的范圍。但是由于用新星來測定的距離并不很可靠，因此也引起了爭議。直到1924年，美國天文學(xué)家哈勃用當(dāng)時(shí)世界上Z大的2.4米口徑的望遠(yuǎn)鏡在仙女座大星云的邊緣找到了被稱為"量天尺"的造父變星，利用造父變星的光變周期和光度的對應(yīng)關(guān)系才定出仙女座星云的準(zhǔn)確距離，證明它確實(shí)是在銀河系之外，也像銀河系一樣，是一個(gè)巨大、獨(dú)立的恒星集團(tuán)。因此，仙女星云應(yīng)改稱為仙女星系。 從河外星系的發(fā)現(xiàn)，可以反觀我們的銀河系。它僅僅是一個(gè)普通的星系，是千億星系家族中的一員，是宇宙海洋中的一個(gè)小島，是無限宇宙中很小很小的一部分。 分類 目前的星系分類法是哈勃在1926年提出的，分為： 橢圓星系： 橢圓星系：外形呈正圓形或橢圓形，ZX亮，邊緣漸暗。按外形又分為E0到E7八種次型。橢圓星系是河外星系的一種，呈圓球型或橢球型。ZX區(qū)Z亮，亮度向邊緣遞減，對距離較近的，用大型望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡可以分辨出外圍的成員恒星。橢圓星系根據(jù)哈勃分類，按其橢率大小分為E0、E1、E2、E3、…、E7共八個(gè)次型，E0型是圓星系，E7是Z扁的橢圓星系。同一類型的河外星系，質(zhì)量差別很大，有巨型和矮型之分，其中以橢圓星系的質(zhì)量差別Z大。質(zhì)量Z小的矮橢圓星系和球狀星團(tuán)相當(dāng)，而質(zhì)量Z大的超巨型橢圓星系可能是宇宙中Z大的恒星系統(tǒng)，質(zhì)量范圍約為太陽的千萬倍到百萬億倍，光度幅度范圍從星等-9等到-23等。 橢圓星系質(zhì)量光度比約為50~100，而旋渦星系的質(zhì)光比約為2~15。這表明橢圓星系的產(chǎn)能效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于旋渦星系。橢圓星系的直徑范圍是1~150千秒差距?？偣庾V型為K型，是紅的光譜特征。顏色比旋渦星系紅，說明年輕的成員星沒有旋渦星系里的多，由星族II天體組成，沒有或僅有少量星際氣體和星際塵埃，橢圓星系中沒有典型的星族I天體藍(lán)。關(guān)于橢圓星系的形成，有一種星系形成理論認(rèn)為，橢圓星系是由兩個(gè)旋渦扁平星系相互碰撞、混合、吞噬而成。天文觀測說明，旋渦扁平星系盤內(nèi)的恒星的年齡都比較輕，而橢圓星系內(nèi)恒星的年齡都比較老，即先形成旋渦扁平星系，兩個(gè)旋渦扁平星系相遇、混合后再形成橢圓星系。還有人用計(jì)算機(jī)模擬的方法來驗(yàn)證這一設(shè)想，結(jié)果表明，在一定的條件下，兩個(gè)扁平星系經(jīng)過混合的確能發(fā)展成一個(gè)橢圓星系。加拿大天文學(xué)家考門迪在觀測中發(fā)現(xiàn)，某些比一般橢圓星系質(zhì)量大的多的巨橢圓星系的ZX部分，其亮度分布異常，仿佛在ZX部分另有一小核。他的解釋就是由于一個(gè)質(zhì)量特別小的橢圓星系被巨橢圓星系吞噬的結(jié)果。但是，星系在宇宙中分布的密度畢竟是非常低的，它們相互碰撞的機(jī)會極小，要從觀測上發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星系恰好處在碰撞和吞噬階段是是非常困難的。所以，這種形成理論還有待人們?nèi)ド钊胩剿鳌? 漩渦星系： 太陽系所處的銀河系是一個(gè)漩渦星系，主要由質(zhì)量和年齡不盡相同的數(shù)以千億計(jì)的恒星和星際介質(zhì) （氣體和塵埃）所組成。它們大都密集地分布在銀河系對稱平面附近，形成銀盤，其余部分則散布在銀盤上下近于球狀的銀暈里。恒星和星際介質(zhì)在銀盤內(nèi)也不是均勻分布的，而是更為密集地分布在由銀河ZX伸出的幾個(gè)螺旋形旋臂內(nèi)，成條帶狀。一般分布在旋臂內(nèi)的恒星，年輕而富金屬，并多與電離氫云之類的星際介質(zhì)成協(xié)。而點(diǎn)綴在銀暈里的恒星則是年老而貧金屬的。其中Z老的恒星年齡達(dá)150億年，有的恒星早已衰老并通過超新星爆發(fā)將內(nèi)部所合成的含有重元素的碎塊連同灰燼一起降落到銀盤上。 透鏡星系： 在橢圓星系中，比E7型更扁的并開始出現(xiàn)旋渦特征的星系，被稱為透鏡星系。透鏡星系是橢圓星系向旋渦星系或者橢圓星系向棒旋星系的過渡時(shí)的一種過度型星系。 不規(guī)則星系： 外形不規(guī)則，沒有明顯的核和旋臂，沒有盤狀對稱結(jié)構(gòu)或者看不出有旋轉(zhuǎn)對稱性的星系，用字母Irr表示。在全天Z亮星系中，不規(guī)則星系只占5%。 按星系分類法，不規(guī)則星系分為Irr I型和Irr II型兩類。 I型的是典型的不規(guī)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(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)。它們是矮星系，質(zhì)量為太陽的一億倍到十億倍，也有可高達(dá)100億倍太陽質(zhì)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(qū)、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(tuán)等組成成分，而且往往有明顯的塵埃帶。 一部分II型不規(guī)則星系可能是正在爆發(fā)或爆發(fā)后的星系，另一些則是受伴星系的引力擾動(dòng)而扭曲了的星系。所以I型和II型不規(guī)則星系的起源可能完全不同。 河外星系的特征 大小： 橢圓星系的大小差異很大，直徑在3300多光年至49萬光年之間；旋渦星系的直徑一般在1.6萬光年至16萬光年之間；不規(guī)則星系直徑一般在6500光年至2．9萬光年之間。當(dāng)然，由于星系的亮度總是由ZX向邊緣漸暗，外邊緣沒有明顯界線，往往用不同的方法測得的結(jié)果也是不一樣的。 質(zhì)量： 星系質(zhì)量一般在太陽質(zhì)量的100萬至10000億倍之間。橢圓星系的質(zhì)量差異很大，大小質(zhì)量差竟達(dá)1億倍。相比之下，旋渦星系質(zhì)量居中，不規(guī)則星系一般較小。 運(yùn)動(dòng)： 星系內(nèi)的恒星在運(yùn)動(dòng)，星系本身也有自轉(zhuǎn)，星系整體在空間同樣在運(yùn)動(dòng)。星系的紅移現(xiàn)象 所謂星系的紅移現(xiàn)象，就是在星系的光譜觀測中，某一譜線向紅端的位移。為什么有這種位移呢？這種位移現(xiàn)象說明了什么呢？根據(jù)物理學(xué)中的多普勒效應(yīng)，紅移表明被觀測的天體在空間視線方向上正在遠(yuǎn)離我們而去。1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)星系紅移量與星系離我們的距離成正比。距離越遠(yuǎn)，紅移量越大。這種關(guān)系被稱之為哈勃定律。這是大爆炸宇宙學(xué)的實(shí)測依據(jù)。 分布： 星系在宇宙空間的總體分布是各個(gè)方向都一樣，近于均勻。但是從小尺度看，星系的分布又是不均勻的，與恒星的分布一樣，有成團(tuán)集聚的傾向，大麥哲倫星系和小麥哲倫星系組成雙重星系。它們又和銀河系組成三重星系。加上仙女座大星系等構(gòu)成了本星系群。 演化： 作為龐大的天體系統(tǒng)來說，星系也是有形成、發(fā)展到衰亡的演化過程。星系從形態(tài)序列看有橢圓星系、旋渦星系和不規(guī)則星系。這種形態(tài)上的差別是否代表它們演化階段的不同呢？誰屬年輕？誰是中年？誰算老年？現(xiàn)在仍未有結(jié)論，尚處于探索之中。 目前，已發(fā)現(xiàn)10億個(gè)河外星系。Z的河外星系由：仙女座河外星系、獵犬座河外星系、大麥哲倫星系、小麥哲倫星系和室女座河外星系等。

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  liuxin410410 2013-09-09 00:00:00

  河外星系

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