星系的分类
已发现的星系外形和大小各异,但是大部分能够按照它们的外观分为两个主要的类别——几乎所有的星系在外观上是椭圆的或螺旋的。
分类一般是按照形状进行的,运用一种叫“音叉”图的方式,椭圆星系是巨大的恒星集合,其形状范围包括了从完美的球形到雪茄状的扁平椭圆形。已知宇宙中的最大星系是巨大的椭圆星系,它们处在致密星系团的中心。
看起来这些星系都是依靠吸收周围离得太近并被它们的巨大引力场所捕获的小星系而变得如此之大的。另一方面,椭圆矮星系是已知的一些最小的恒星系统,只拥有大约100万颗恒星。一般认为存在着大量的这类星系,但因为它们小且暗,很难被探测到。螺旋星系是美丽的天体,它表现出当前存在并且持续下去的恒星形成的迹象。它们包含了由老年恒星组成的中央凸起部位——核,围绕着持续形成新恒星的物质的盘。恒星在盘状物质中形成的地方发出强烈的光芒,并且环绕着核形成螺旋形的图样。螺旋星系有很多种类,通常根据它旋臂缠绕的紧密程度以及核的大小来区分。大约所有目前被辨识出来的螺旋星系中的一半都有着附加的可区分特征,这就是从星系核中释放出来并延伸到星系盘中的一个由恒星构成的直的棒状结构,一般的旋臂将会从这些棒状结构的末端开始缠绕。这种星系被称为棒旋星系。与螺旋星系一样,它们也可以根据旋臂缠绕的紧密程度和核的大小进一步分为不同的类型。棒状结构的产生看起来与螺旋转动的恒星引力的相互作用有关。
透镜星系构成了一种中间状态的星系类型,介于椭圆星系与螺旋星系之间,它们有着核凸以及恒星构成的薄盘状结构,但是没有螺旋臂。有时候透镜星系也有棒状结构。
没有明显的结构或者核的星系被称为不规则星系。I型不规则星系显示了旋臂曾以某种方式分布的迹象;Ⅱ型不规则星系则纯粹是一团混乱的恒星。有证据证明,这种类型的很小的星系比如矮星系,可能是因为更大的星系间碰撞时抛出的物质落入星系间空间而形成的。与螺旋星系一样,不规则星系正处在恒星形成的过程中。
↑哈勃音叉图展示了7种类型椭圆星系(1~3),取决于它们的扁平程度;螺旋星系(4~6)和棒旋星系(7~9)如右侧图表现的那样。螺旋星系分3种类型,取决于核的大小以及旋臂围绕的紧密程度。透镜星系介于螺旋星系与椭圆星系之间。不符合这些分类的星系被称为不规则星系。
↓星系是宇宙中最大的单个物体,平均跨度大约为10万光年。M83是一个位于长蛇座中的螺旋星系,它有两条明显的旋臂和一条相对较暗的旋臂。M83位于离我们银河系大约2700万光年的地方,其直径大约为3万光年。
↑星系曾被天文学家认为是椭圆形并且随着旋转逐渐变得扁平的。人们相信星系在这之后产生了旋臂,进而形成螺旋和棒旋星系。但是,现在人们知道事实并非这样。换言之,哈勃音叉图上的不同类型的星系并非一个演化序列。星系的哈勃分类永远不会改变,除非星系发生极剧烈的变化,例如与其他星系相撞。事实上,椭圆星系是在螺旋星系相撞并合并后产生的。