的河外星系

银河系外的距离范围

天文学家们还没来得及建立星系的存在,他们必须开发一种方法来衡量他们的距离。在前面的部分中,解释了天文学家首次完成了这极其困难的任务附近的星系在1920年代。直到几十年的20世纪,使人沮丧地缓慢进展。即使增加被注意的问题在世界各地,a共识没有达到。事实上,大多数工人的结果可分为两个独立的阵营,在距离发现由一个两倍的大小的。出于这个原因,推出后不久地球轨道,1990年哈勃太空望远镜(HST)被指派的特殊任务可靠地确定银河系外的距离范围。由加拿大出生的天文学家罗伯特•Kennicutt温迪·弗里德曼和美国天文学家哈勃太空望远镜团队使用大量的时间测量的属性造父变星一套精心挑选的星系中恒星。他们的结果是两者之间的中间距离尺度。后续改进,星系之间的距离的规模现在是相当安全的基础。

哈勃太空望远镜距离规模项目附近建立了规模的距离宇宙。建立在整个星系的距离范围的观察(数十亿光年)是一个更艰巨的任务。许多连续的过程是一个步骤,都是彼此密切相关。之前附近的星系距离衡量哈勃太空望远镜可以建立,首先必须确定星系的距离更近银河系,特别是那些本地组。在这个步骤中,标准使用了吗校准在银河系里检查,可以在不同方法和最终的地方标准是一个几何,主要涉及三角吗视差,尤其是那些决定的Hipparcos卫星。这些距离标准,作为“标准烛光”,然后与哈勃太空望远镜的观测星系在本地组之外,其他方法校准,允许更大的距离测量。这个一般的逐步过程继续的边缘可观测宇宙。

本星系群的浓度大约50星系由两个大的螺旋,银河系和仙女座星系(看到表)。对于其中许多星系,距离可以测量使用造父变星P-L法,该法已被细化和更精确,因为它是由美国天文学家第一次使用埃德温·哈勃。例如,最近的外部星系,大麦哲伦星云,包含成千上万的造父变星,可以比较造父变星的距离银河系来收益率测定距离160000光年。这种方法已被用于几乎所有星系的本地组包含足够的质量恒星包括造父变星。其余的大部分成员都是椭圆星系,没有造父变星的;他们的距离测量使用人口二世明星,如RR天琴座的变量或明亮的红巨星。

超出了当地组附近的两个组的P-L关系已经使用:雕刻家组和M81组。这两个都是小星系团在大小到本地组是相似的。他们躺在10到1500万光年的距离。

另一种方法的一个例子造父变星P-L利用的关系行星状星云环状的炮弹周围一些恒星演化的晚期。行星状星云有多种光度,取决于他们的年龄和其他物理环境;然而,它已经确定,最亮的行星状星云有一个上限的内在亮度。这意味着,天文学家可以测量这些星云的亮度在任何给定的星系,发现明显的亮度的上限,然后立即计算出星系的距离。这种技术是有效的测量距离星系在当地组织,在附近的团体,甚至远在室女座星系团,位于大约5000万光年的距离。

一旦距离这些附近的星系和组,建立了新的扩展标准校准较为暗淡的星系。已经尝试许多不同的标准的例子是银河系中最明亮的恒星的光度,最大的直径H II区域,超新星光度,旋转速度的传播星星和星际气体(Tully-Fisher关系)的光度球状星团。所有这些标准都有其应用上的困难,因为依赖星系的类型,作文、光度等特点,几种方法的结果必须比较和反复核对。这样的距离标准让天文学家测量距离星系几亿光年。

1亿光年之外的另一种方法将成为可能。宇宙的膨胀,至少在当地的直接邻居集团(在十亿光年左右),几乎是线性的,所以一个星系的径向速度距离是一个可靠的指标。速度成正比的距离在这个区间,所以一旦星系的径向速度测量,必须是已知的是比例常数,称为哈勃常数。尽管仍有一些不确定性在哈勃常数的正确值,哈勃太空望远镜获得的价值通常被认为是最好的当前值,这是非常接近25公里/秒/一百万光年。这个值并不适用于或接近当地团体,因为径向速度测量邻近星系和团体的影响当地组织的运动的一般背景星系,这是迈向集中的星系和星系群集中在室女座星系团(当地的超星系团)。径向速度不能可靠超过几十亿光年的距离,因为,在这样的星系中,观察到的速度取决于宇宙的膨胀速度而不是现在。发出的光观察今天是几十亿年前当宇宙比目前更年轻和更小的时候可能是扩大比现在更快或更慢。

的距离非常遥远的星系,天文学家们利用自己的方法利用极其明亮的物体。在过去,天文学家被迫假设最亮的星系集群都有相同的事实光度和最亮的星系的表观亮度测量在一个遥远的集群将因此给它的距离。这个方法已不再使用,然而,当有太多的散射最亮的星系的亮度,因为我们有理由相信在宇宙早期星系和星系团非常不同于当下。

迄今为止唯一有效的方法发现测量距离的说法叫关系最远的可检测的星系是使用某种类型的超新星的亮度,调用Ia型。附近宇宙中这些supernovae-massive恒星坍塌,驱逐他们的大部分材料爆炸到星际空间显出最大亮度均匀性;因此,可以认为,任何类型的超新星中观察到一个非常遥远的星系也应该有相同的亮度。最近的结果充分表明,宇宙的膨胀率要比现在这是在遥远的过去。这种变化的膨胀率有重要影响为宇宙学。

物理性质的外部星系

尺寸和质量

外部星系延伸的范围内在大小从最小的系统,如极端矮星系银河系附近发现只有100光年宽,巨型射电星系的程度,(包括他们的发射着强烈射电的明亮叶)超过3000000光年。正常的大型螺旋星系,如仙女座星系,直径100000到500000光年。

星系的总质量并不广为人知,很大程度上是因为不确定性质的假设看不见的暗晕周围许多人,或者,星系。半径内物质的总质量的恒星或星系的气体可以发现许多数以百计的系统而闻名。大概的范围是100000到1000000000000倍太阳的质量。质量的一个典型的大型螺旋大约有500000000000个太阳。

在20世纪末,大多数星系的质量不是明星或其他形式的可见物质。通过测量恒星的速度螺旋轨道和椭圆星系银河系的中心,一个可以测量轨道的内部质量。大多数星系质量比可以占他们的明星。因此,有一些身份不明的“暗物质“主导动力学大多数星系。暗物质似乎比恒星在星系分布更为广泛。广泛的努力来识别这些暗物质尚未满意,虽然大量的探测非常微弱的星星,包括棕矮星在某种意义上,这些搜索的副产品,如被发现的质量中微子。是有点令人沮丧的天文学家知道大多数星系的质量(宇宙中)是一个未知的自然。