星系的类型
主要分类方案
目前几乎所有的星系分类系统都是由这位美国天文学家提出的最初方案发展而来的埃德温·哈勃在1926年。在哈勃的方案中,该方案是基于照相底片上星系图像的光学外观,星系被分为三大类:椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。哈勃将这三个类别细分为更细的组。
在哈勃星系地图集(1961)美国天文学家艾伦·r·桑德奇利用哈勃的笔记和他自己对星系的研究形态修改哈勃分类方案。由于最近的研究结果,这一修订方案的一些特征仍有争议,但其一般特征,特别是类型编码,仍然是可行的。这里给出了Sandage定义的类的描述,以及对一些细节需要改进的观察结果。
椭圆星系
这些系统表现出某些特性。它们具有完全的旋转对称性;也就是说,它们是具有两个相等主轴的旋转图形。它们有第三个较小的轴,这是假定的旋转轴。椭圆物体在光波长处的表面亮度从中心的最大值单调地向外减小,遵循以下常见的数学规律:我=我0(r/一个+ 1)−2,在哪里我是光的强度,我0是中心强度,r半径是多少一个是一个比例因子。的isophotal轮廓椭圆系统所展示的是具有共同方向的相似椭圆,每个椭圆都以其核为中心。这种类型的星系中没有比b/一个= 0.3,与b而且一个分别为椭圆图像的长轴和长轴。椭圆中两者都不包含星际尘埃也不明亮星星然而,许多都包含了在它们的核区域存在低密度气体的证据。椭圆星系是红色的,它们的光谱表明它们的光主要来自古老的恒星,尤其是进化的红巨星。
椭圆星系的子类是由它们的表观形状来定义的,当然这并不一定是它们的三维形状。的指定是En,在那里n是由定义的整数吗n= 10 (一个−b)/一个.一个完美的圆形图像将是一个E0星系,而一个平坦的物体可能是一个E7星系。(如上所述,椭圆星系从来没有比这更平坦,所以没有E8、E9或E10星系。)
尽管上述所引用的标准一般认为,目前的高质量测量已经表明存在一些重大偏差。例如,大多数椭圆星系并不完全符合哈勃提出的强度定律;在它们最里面的部分和暗淡的外部部分,偏差是明显的。此外,许多椭圆星系的椭圆度变化缓慢,中心区域的图像比外部区域更圆。主轴有时也不对齐;它们在外部的位置角度不同。最后,天文学家发现,一些椭圆星系实际上确实有少量的发光的O星和B星以及尘埃带。
螺旋星系
螺旋的特征是圆形对称,一个明亮的核被一个薄的外盘包围,以及一个叠加的螺旋结构。他们被分为两个平行的类别:正常螺旋和棒状螺旋。正常的螺旋有从原子核发出的臂,而棒状螺旋有一个明亮的线性特征,称为横跨原子核的棒状,其臂从棒状的两端展开。旋涡星系的核心是一个光滑纹理的尖峰区域,它可以非常小,或者在某些情况下,可以构成星系的大部分。螺旋系统的旋臂和圆盘都是蓝色的,而它的中心区域是红色的椭圆星系。正常的螺旋被命名为S,棒状的螺旋被命名为SB。每一类都根据核的大小和螺旋臂的盘绕程度被细分为三种类型。这三种类型用小写字母表示一个,b,c.也有介于椭圆星系和螺旋星系之间的星系。这种系统具有后者的圆盘形状特征,但没有螺旋臂。这些中间形式被命名为S0。
S0星系
这些星系同时表现出椭圆星系和螺旋星系的一些特性,似乎是这两种更常见的星系类型之间的桥梁。哈勃在他最初的分类方案被普遍采用很久之后引入了S0类,很大程度上是因为他注意到高度扁平的天体缺乏,否则它们就具有椭圆星系的特性。Sandage对S0类的细化产生了这里描述的特征。
S0星系有一个明亮的核,周围是一个光滑的、没有特征的凸起和一个暗淡的外层。他们很瘦;对视轴(投影在天空上)比值的统计研究表明,它们确实存在内在小轴与长轴的比值在0.1至0.3之间。它们的结构通常不遵循椭圆星系的光度规律,但有一种更像螺旋星系的形式。一些S0系统在包层中有一些结构,要么是隐约可见的臂状不连续面,要么是星际尘埃产生的狭窄吸收带。一些S0星系在其他方面是特殊的,很难确定地对它们进行分类。它们可以被认为是特殊的不规则星系(即Irr II星系),或者只是1%或2%的星系中的一些,不容易符合哈勃计划。其中包括NGC 4753这样的星系,它的图像上有不规则的尘埃带,NGC 128在中央核周围有一个几乎是矩形的双凸起。在NGC 2685中发现了另一种特殊的S0。这星云在星座大熊星座在它的中心有一个明显的侧面圆盘状星系,周围的气体、尘埃和恒星排列在一个与中心物体的表面成直角的平面上。
Sa星系
这些正常的螺旋有狭窄而紧密缠绕的旋臂,通常是可见的,因为星际尘埃的存在,在许多情况下,明亮的恒星。他们中的大多数有一个大的非晶突出在中间,但有一些违反这一点标准它有一个小核,周围排列着一个无定形的圆盘,上面有模糊的臂。NGC 1302是正常类型的Sa星系的一个例子,而NGC 4866是一个具有小核的代表,其臂由光滑圆盘上的薄尘埃带组成。
某人的星系
这种中间类型的螺旋通常有一个中等大小的核。它的手臂比Sa品种的更广泛地展开,看起来不那么光滑。它们包含恒星、恒星云、星际气体和尘埃。Sb星系在其形状的细节上表现出广泛的分散。例如,哈勃和桑德奇观察到,在某些Sb星系中,旋臂出现在通常很小的原子核处。这个子类的其他成员的手臂开始切到一个明亮的,接近圆形的环,而还有一些显示一个小的,明亮的螺旋图案嵌入核凸起。在任何这些情况下,螺旋臂可以设置在不同的俯仰角。(俯仰角定义为手臂与以原子核为中心并与手臂相交的圆之间的夹角。)
哈勃和桑德奇注意到Sb星系与标准形状的进一步偏离。少数星系在缠绕紧密的旋臂上呈现出混乱的尘埃模式。有些星臂光滑厚实,表面亮度较低,内边缘经常有尘埃带。最后,还有一种是有一个大而光滑的核凸起,手臂从那里发出,向外流动,与凸起相切,形成短的手臂节段。这是Sb星系中最常见的一种,最典型的例子就是巨大的Sb星系仙女座星系.
这些形状的许多变化仍然无法解释。螺旋星系的理论模型基于许多不同的前提可以重现Sb星系的基本形状,但上面提到的许多偏差在起源上有些神秘,必须等待更详细和更现实的星系建模动力学.
Sc的星系
这些星系的特点是有一个非常小的核和多个开放的螺旋臂,具有相对较大的俯仰角。此外,旋臂是块状的,包含了大量不规则分布的恒星云、恒星联合体、星团和气体云称为发射星云.
就像Sb星系的情况一样,Sc星系中有几个可识别的亚型。Sandage引用了六个细分:(1)星系,如银河系涡状星系M51,细支手臂,风从一个微小的原子核外,通常延伸约180°分支成多个部分之前,(2)系统与多个武器开始切一个明亮的环围绕原子核,(3)那些定义糟糕的武器,横跨整个星系的图像,(4)那些螺旋模式,不能轻易被追踪,多伴有混沌尘埃带,(5)那些厚,没有明确定义的松散手臂。,the nearby galaxy M33 (the Triangulum Nebula)—and (6) transition types, which are almost so lacking in order that they could be considered irregular galaxies.
一些分类方案,如法国出生的美国天文学家Gerard de Vaucouleurs的分类方案,将上面提到的最后一种类型单独划分为Sd类型。人们还发现,这里所提到的Sc星系的一些变化与总光度有关。特别是第五种亚型的星系,在本质上往往是暗淡的,而第一种亚型的星系是已知的最明亮的螺旋星系之一。这种相关性是下面讨论的光度分类的证明的一部分(看到其他分类方案).
某人的星系
光的光度、尺寸、光谱和分布禁止螺旋趋向于与正常螺旋难以区分。合成SB系统的子类与后者的子类并行存在。
有SB0星系,其特征是一个大的核凸起,周围环绕着一个圆盘状的信封,上面运行着一个发光的没有特征的条。一些SB0系统有短条,而另一些系统有横跨整个可见图像的条。偶尔在酒吧外会有一个环形的特征。SBa星系有明亮的、相当大的核凸起和紧密缠绕的、光滑的螺旋臂,这些螺旋臂从棒子的末端或棒子外部的环形环中出现。SBb系统有一个光滑的杆以及相对光滑和连续的臂。在这种类型的一些星系中,旋臂开始于或接近杆的末端,与引人注目的尘埃沿着棒状体的内部排列,可以一直追踪到原子核。其他的手臂开始与酒吧外的一个环相切。在SBc星系,无论是臂状星云还是杆状星云都高度分解成恒星云和恒星关联。手臂在形式上是开放的,可以从杆的末端开始,也可以从环的切线开始。