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【科普】星系天文学一:星系分类

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哈勃序列的音叉图
在天文学中,星系的分类主要是根据星系的外观在整体上呈现出的型态,分为椭圆星系、螺旋星系、或棒旋星系(闩状星系),而且可以更进一步的的标示出各类星系的特性。例如,椭圆星系的外观扁平度,旋涡星系的旋涡数目或棒闩的特性。这种星系分类称为哈勃音叉图或哈勃序列。


IP属地:中国香港1楼2016-01-04 14:58回复
    前排!


    IP属地:甘肃来自Android客户端3楼2016-01-04 15:06
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      哈勃序列
      哈勃序列是哈勃在1936年提出的星系分类,由于它的图形表示法很像音叉的形状,所以也称为哈伯音叉图。
      "哈勃音叉图"由左方的开始,椭圆星系是他的基础,依照外观的扁平程度从E0至E7,"E"代表是椭圆,数字是椭圆的程度,0是球形的,也可以当作是巨大的球状星团,7是像铁饼的形状。专业上的说法是以扁率的十分法中所占的乘数,例如,E7的椭圆星系扁率是0.7。
      在椭圆星系之后,图形分为二支,在上面的分支是螺旋星系,从S0开始,也称为透镜星系,"S"的意思是旋涡,"0"则表示没有旋臂,下标的数字表示盘面上因为尘埃的遮蔽会造成深刻的吸收条纹,影响到星系的外观。在这个分支上还有3种形式,都有旋悬臂的结构,"S"代表相同的意义,但后面跟随的小写字母则表示旋臂的状态。从"a"到"d"的涵义如下:
      ● Sa –旋臂紧缠且光滑,中心的核心明亮。
      ● Sb –旋臂比较明确,但比Sa的松散。
      ● Sc –旋臂比Sb更为宽松。
      ● Sd –旋臂非常宽大,而且比核心明亮。
      在下面的分支称为棒旋星系,代表的符号是"SB"。这个分支的星系以SB0开始,下标的数字表示表示短棒状结构的明确程度,在这个分支下的星系都以"SB"来标示,后随的字母也是表示短棒状结构的明确程度。他的范围是从"a"到"c",字母的涵义如下:
      ● SBa –有明亮的核心和紧缠的旋臂。
      ● SBb –旋臂比SBa更明确,但结构较松散。
      ● SBc –旋臂更加松散,而且中央的核心也较为黯淡。
      我们的银河系现在被认为是SBb的棒旋星系,在过去,则被归类为Sb,与巨大的仙女座大星系属于同一类。


      IP属地:中国香港4楼2016-01-04 15:19
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        哈伯序列的音叉图


        IP属地:中国香港5楼2016-01-04 15:25
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          与一般看法不同的是,星系的音叉图并不能表示星系的发展(演化),例如S0的星系不能分为两个分支,一支发展出正规的螺旋星系,另一支则发展成棒旋星系。换言之,螺旋星系或棒旋星系都不是由椭圆星系演化过来的。
          星系的分类如下:
          ● 椭圆星系(E0-7):外观是椭圆形,恒星的分布是均匀的。数字代表星系的扁平程度,E0的椭圆星系外观几乎是圆形的,而E7则非常的扁平。数字只是代表这个星系出现在天空中的形状,与真实的几何形状无关。
          ● 透镜星系(S0和SB0):外观上是碟状的结构,中心的核球突起并向外投射光辉,但是没有旋臂的结构。
          ● 螺旋星系(Sa-d):中心有核球凸起,向外发散的盘面中有旋臂的结构。旋臂以核球为中心环绕着,最紧密的是Sa,依序逐渐松散(Sc和Sd),字母也代表着核球的光度逐渐减弱。
          ● 棒旋星系(SBa-d):与漩涡星系有着相似的分类,但是旋臂不是由核球伸展出来,而是由穿过核球的棒子末端伸展开来,好像是系在指挥棒末端的缎带。同样的由SBa到SBd也代表者旋臂逐渐松散与核心光度的转暗。
          ● 不规则星系(Irr):似乎有旋臂结构但被扭曲变形的是第一型(Irr I),不能归类至任何类型的就属于第二型(Irr II)。


          IP属地:中国香港7楼2016-01-04 15:40
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            来自WindowsPhone客户端8楼2016-01-04 15:41
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              哈勃序列是建立在由当时的望远镜所所拍摄的星系照片上。起初,他相信椭圆星系是早期的星系型态,然后可能转变成螺旋或棒旋星系。我们现在则认为该倒过来解释星系的发展。但是,早期的错误已经深植在天文学家的专业术语中,所以现在依然根据图中的位置,将左边的星系称为早期形,图右边的称为晚期形。
              更现代的观测提供了更多这些类型的讯息:
              ● 椭圆星系的气体和尘埃的含量较低,并且主要的恒星都是老年的恒星。
              ● 螺旋星系有丰富的气体和尘埃,并且老年和年轻的恒星大量的混杂在一起。
              ● 不规则星系几乎都是气体、尘埃和年轻的恒星。
              由这些,天文学家建立了星系演化的理论,认为椭圆星系事实上是由螺旋星系彼此或和不规则星系碰撞后才产生的,那些被剥离的大量气体和尘埃就成为在随机轨道上运转的恒星。
              椭圆星系的例子:


              IP属地:中国香港9楼2016-01-04 15:54
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                留名


                IP属地:内蒙古来自iPhone客户端10楼2016-01-04 15:58
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                  巨大的椭圆星系:ESO 325-G004。
                  椭圆星系
                  在哈勃序列的左侧(在感觉上都是用绘图来显示)是椭圆星系。椭圆星系在照片上呈现的都是光滑、没有特征的光度分布和椭圆形的外观。它们以字母E,伴随着一个数字来标示它们在天空中呈现的椭率。在习惯上,是椭率的十分法中最接近的整数,而椭率的定义是。每一个椭圆都有长轴和短轴,相对的长度分别是和 。在哈伯序列图中,椭率由左至右递增,接近圆形的椭圆星系(椭率为E0)在图的最左边。要注意的重点是,星系的椭率只是真实的三度空间在天球上的投影,与真实的形状只有间接的关系(例如,一个平坦的,像是铁饼形状的星系,如果从正面观察会是一个圆形,但以不同的倾斜角度观察就会成为不同椭率的椭圆)。在观测上,最扁平的椭圆星系椭率e=0.7(标示为E7)。这与真实的椭球体结构是一致的,而不仅是因为观测的角度所造成的椭率。
                  椭圆星系的例子有:M49、M59、M60、M87和NGC 4125。


                  IP属地:中国香港12楼2016-01-04 16:22
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                    直播吗


                    IP属地:江西来自iPhone客户端13楼2016-01-04 16:27
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                      IP属地:陕西来自Android客户端14楼2016-01-04 16:46
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                        来自Android客户端17楼2016-01-04 17:09
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                          大麦哲伦星系(LMC)是一个矮不规则星系。
                          不规则星系
                          有些星系因为没有规律的结构(既不是椭圆也不是碟状),因此未能归类在哈勃序列的分类中,就都归类为不规则星系。哈勃定义了两种不规则星系:
                          ● Irr I:星系的外观不对称,并且缺乏中央的核心或明显的螺旋结构;取代的是只有年轻的恒星各自集结成团。
                          ● Irr II:星系是平滑的,但是外观不对称,并且不能清楚的分辨出恒星或是恒星的集团。
                          热拉尔·佛科留斯在扩展哈伯序列时,将Irr I星系称为麦哲伦型不规则星系。在麦哲伦云- 银河系的两个卫星星系,哈伯系列的分类是Irr I-被发现有微弱的螺旋结构之后,热拉尔·佛科留斯进一步将不规则星系分为大麦哲伦云的类型中,像大麦哲伦云的,会显示出一些螺旋的结构(会被标示为Sm),而没有明显可分辨的结构,像是小麦哲伦云(标示为Im)。在扩展后的哈勃序列中,像麦哲伦型的不规则星系通常安置在哈勃音叉的螺旋星系分支的末端。
                          不规则星系的例子有:M82、NGC 1427A、大麦哲伦云、小麦哲伦云。


                          IP属地:中国香港18楼2016-01-04 17:23
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                            看到第二张图的Sb就笑了,感觉银河系就是Sb星系


                            来自Android客户端19楼2016-01-04 17:29
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                              物理意义
                              哈勃序列最初曾企图设定出星系演化之路是从椭圆星系经由透镜星系,然后成为螺旋星系或棒旋星系。因此,椭圆星系和透镜星系经常被称为“早期”星系,而螺旋星系和不规则星系则常被称为“晚期”星系。然而这张演化图看来上仍有其重要性,盘面和旋臂是许多年轻恒星的家,也是恒星形成的活跃区域,而椭圆星系都是老年恒星的族群。事实上,现在的证据有相反的看法:早期的宇宙看来是由螺旋星系和不规则星系控制的。在目前偏重的星系形成图片是:现在存在的椭圆星系是由早期的星系合并而成的。透镜星系也许是由螺旋星系演变而成的,它的气体被剥离,而留下来的未能继续的形成恒星。
                              缺点
                              对哈勃序列的主要批评是这种的星系分类是主观的分类,不同的观测者对同一个星系会有不同的分类(即使是熟练的观测者在分类时也会在两个哈伯类型之间难以抉择)。不同的分类标准也可能互相的分歧:例如,一个星系以核球为主,则通常很难与松散的旋臂紧密的组合在一起。对哈伯序列的另一个批评是分类是建立在二维的图像上,因此分类与真实的物理性质没有直接的关连性。特别是,问题在指向性上的效应特别显著(同一个的星系从正面看与相对的从侧面看会有很大的不同),因为视觉的分类对遥远或暗弱的星系是较不可靠的,而且星系的外观也会因为使用的波长不同而改变。不过,在星系天文学中还是普遍的使用哈伯序列来分类,并且从哈勃分类还是可以知道与星系相关的许多适当的物理性质,像是(恒星的)光度、颜色、质量,以及恒星的形成率等等.。
                              (完)


                              IP属地:中国香港20楼2016-01-04 17:34
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