第六章 星系和 与星系团 中国科大星系天文学课件.ppt

第六章 星系与星系团;§6.1 星系的形态分类 天文学上在发现一类新天体后, 随着天体数目的增加, 最重要的基础性工作之一就是对其进行分类。自1924年哈勃证实河外星系的存在以来, 随着星系数目的增多, 发现它们形态各异，甚至可以相差很大。为此人们提出了若干种按形态对星系进行分类方案，其中应用最广泛的是1936年哈勃提出的分类方案。;图6-1 星系的哈勃分类（哈勃音叉）;1. 椭圆星系（E） 椭圆星系的基本特征是光度分布平滑而无结构，但椭圆度差异甚大。设星系短长轴之比为 b/a，则用参数 表征星系的椭圆度, 并用字母 En 表示不同椭圆度的椭圆星系, 其中E0为圆星系,E7为最扁的椭圆星系。大部分 E 星系是低光度星系，这时用 dE 表示，以区别于高光度 E 星系，同样可以细分为各 dEn 次类。; 另有一类称为矮椭球星系（dSph），在这类系统中，恒星密度处处都很低，即使用地面最大望远镜拍得的像，也仅仅表现为是一些暗星团块，看不到任何由不太亮恒星产生的平滑光背景，而距离一远，地面望远镜根本就观测不到了。 这类星系实际上与经典 E 星系是不同类的系统。 从结构观点来讲，有时候可以把球状星团看成是一种极低质量的椭圆星系。实际上球状星团所含的恒星数与一个甚低质量椭圆星系所预期的情况十分类似，它们的密度轮廓的特征介于巨椭圆星系和矮椭球星系之间。 ;3. 旋涡星系（S、SB） 旋涡星系是河外星系中最引人注目的一种，其基本特点是有一个中央明亮的、类似于椭圆星系的核，从核伸出两条或多条旋臂, 称为正常旋涡星系（S）。有的旋涡星系通过中央核存在一根棒，旋臂从棒的两端伸出，称为棒旋星系（SB）, 棒中往往有一些由尘埃吸收形成的暗带。; 两类旋涡星系又都可有 3 种次型，次型划分的判据是：(i) 中央核球光度在星系总光度中所占的比重大小，(ii) 旋臂紧卷的程度，(iii) 旋臂能分介为单颗恒星和各别发射星云 (HII区) 的程度。一般来说，中央核最亮的旋臂卷得也很紧，而单颗恒星则不易分辨，这就是Sa (SBa)，另一端即为Sc (SBc)，Sb (SBb)则介于两者之间。旋涡星系面向观测者时，旋臂结构最为明显???侧向朝着观测者时旋臂就表现得不那么明显了。;4. 不规则星系（Irr） 哈勃音叉最右端的是不规则星系，这是一些形状不规则、不表现有任何对称性的系统。Irr 又分为两类，其中IrrI 星系表现为不具有对称外形或明确可见的旋臂, 呈现若干个含有O、B 型星的明亮光斑。IrrII 也是不对称天体，但像的光度较为平滑，往往呈现一些暗条。;二．其他形态分类法 后人认为哈勃分类法对 E 星系是很合适的，但对 S 星系的分类不完整，而对 Irr 星系的分类则很不合理。 1959年, De Vaucouleurs提出了另一种星系形态分类方案，对哈勃分类法中的旋涡星系作了进一步的细分。 Elmegreen等人则按旋臂形态把星系分成12类，其中1类星系具有杂乱而又不对称的旋臂，12类星系有两条长而明亮的对称状旋臂。此外还有Yerkes分类法、DDO分类法等。 ;De Vaucouleurs 的星系形态分类系统; 2. 环结构：有环结构的星系记为 r，无环结构的记为 s，居于两者之间的记为 rs，表示环结构不显著。; Sm和Im型包括了哈勃IrrI型中的其他星系，无中央核球。下标 m 指 magellanic，因为大麦哲伦云分类为SBm，仅那些非常不规则而又松散的系统（如SMC）才归入Im型。由此可见， Sd、Sm和Im三个次型中的大部分星系，均属于哈勃分类法中的IrrI型星系。;哈勃级;三．环境效应 形成不同形态的原因之一可能和星系所处环境有关。如与场星系相比，团星系中的 E 和 S0 星系所占比例要高得多。这种现象又随星系团而异，有的团中 E 星系比例高达 40%，而有的团仅为15%。通常用 f (E)表示椭圆星系比例，在规则星系团中, f (E)值高, 而在不规则团中, f (E)值就低。;1. 分层效应 对规则团来说, 中心区星系密度很高, 随团心距 R 的增大，星系的投影数密度不断减小。但在规则团中旋涡星系的比例 f (Sp)随着 R 的增大而增大。由于观测到的只是星系的投影密度，实际上在规则团的核区不存在旋涡星系，这就是所谓星系团内星系的形态－半径关系，也就是星系的形态空间分层。 与E星系相比，团内S星系离开团中心比较远，它们在团内的轨道运动能量比