星系

星系,大量的星星,气体,灰尘,通常暗物质它通常包含数十亿颗恒星。认识到星系是太阳系外独立的恒星系统银河系来自于一项研究仙女座星系(1926-29)作者:Edwin P。哈勃望远镜这表明了这个星系和其他星系所处的距离。以前,这些星系被归类为发光气体云星云在银河系内。太阳和它的太阳系,以及可见的恒星,都在银河系中。哈洛沙普利鼓励独家使用这个术语星系。数十亿个星系都在最大望远镜的光学范围内。1996年,分析了从哈勃太空望远镜将估计的星系数量从100亿增加到500亿,在改进哈勃望远镜后的后续观测使天文学家将这一数字向上修正到至少1000亿。随后的估计(2016年)是2万亿,其中包括许多相对较小的星系(有些只有100万颗恒星),其中大多数在宇宙存在期间合并形成了更大的星系。哈勃太空望远镜的研究也表明超大质量黑洞在大型星系的中心被发现。星系是由其组成部分之间的引力维系在一起的万有引力),而它的旋转运动防止它自身倒塌。正如引力将单个恒星捆绑成星系一样,它也将星系聚集成星系团,星系团形成超星系团,超星系团是宇宙的大型结构之一,可能跨越1.5亿光年或更长时间。对宇宙发展的计算机模拟进一步表明,大多数星系是沿着由暗物质组成的丝状结构聚集的,丝状结构之间有很大的空隙,暗物质也形成了星系本身形成的框架(大多数星系包含的暗物质大约是正常物质的5倍多)。许多大星系都有较小的星系,称为卫星星系,在它们的附近。离银河系最近的星系组成了一个星系团本地组.本星系群包括仙女座星系和麦哲伦星云,仙女座星系是一个大小和组成与银河系相似的螺旋星系,麦哲伦星云是银河系的卫星星系。绝大多数观测到的星系被归类为螺旋状或椭圆形(足球状),只有一小部分星系,如麦哲伦星云,被归类为不规则星系,这是根据E.哈勃提出的方案。本星系团是一个超星系团的一部分,被称为Laniakea超星系团,跨度约5亿光年。尽管对宇宙年龄的估计各不相同哈勃定律),目前估计它的年龄约为137.99亿年。现代天文学家拍摄到的最早的星系中,有几个是在那之后不到6亿年形成的。

一个典型的螺旋星系的形状像一个扁平的圆盘,大约100000光年在直径上,有一个中心凸起或核,包含古老的恒星;缠绕在圆盘上的是尘埃、气体和年轻恒星的典型旋臂恒星数量).这种类型的星系被进一步归类为正常螺旋星系或棒螺旋星系。在正常的螺旋状结构中,至少有两条臂与细胞核平滑地连接在一起;在棒状螺旋星系中,如银河系,旋臂是从穿过原子核的一排恒星中伸出来的。椭圆星系完全没有旋臂,含有很少或没有气体和尘埃,类似于旋星系的核。它们的形状从接近球形到高度平坦的椭球体不等。椭圆星系在大小、质量和光度上的变化比螺旋星系大得多;它们的大小从已知的所有星系中最大的星系(亮度约为仙女座星系的10倍)到小的矮椭圆星系(可包含少至100万颗恒星)不等。不规则星系看起来没有结构,没有任何核或旋转对称;它们的光大多来自年轻的恒星。 Ultra diffuse galaxies can be as large as the Milky Way in extent but with only 1% of the stars.

螺旋星系包含大量较蓝、较年轻的恒星,而椭圆星系包含大量较红、较老的恒星。这使得天文学家相信,恒星最初聚集成螺旋星系,随着时间的推移,结构变化将它们转变为椭圆星系。一些研究人员推测,这种转变的发生是因为星系在彼此缓慢通过时施加的引力。计算机模拟给出了另一种选择,叫做银河骚扰,在这种情况下,星系虽然相距很远,但仍相互作用,并以高速相互通过。最广为接受的另一种说法认为,这种转变是由星系的碰撞和星系间的引力潮汐相互作用造成的,因为它们在太空中旅行,导致了它们的成长和进化。目前有几个矮星系正在与银河系发生碰撞;在未来的20到30亿年内,其他的行星也会这样做。这些碰撞不是灾难性的,因为星系——即使它们可能包含数十亿颗恒星——大多是灾难性的空间和两颗恒星相遇的概率是非常小的。然而,太空并不是真的空的,它充满了气体和尘埃,当星系碰撞时它们会相互作用。在相互碰撞的星系中,气体和尘埃之间也存在摩擦,产生的激波可以触发星系中一些恒星的形成。这些过程可以从根本上影响碰撞星系,例如,两个螺旋星系可以合并形成一个椭圆星系。

许多星系以可见光以外的形式辐射出很大一部分能量。随着……的发展射电天文学在美国,许多射电星系被发现。其他星系在光谱的红外、紫外线或x射线部分发出强烈的辐射。

见r·j·泰勒,《星系,结构与进化(1993);n·亨贝斯特和h·库伯,银河指南(1994);朗加尔先生,星系形成(1998);梅里菲尔德和宾尼,星系天文学(1998);l·s·斯帕克和j·s·加拉格尔,宇宙中的星系(2d ed. 2007);H. Mo, F. van den Bosch和S. White,星系的形成与演化(2010)。

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