河外星系

在17世纪，人们相继发现了一些模糊的天体，并将其称为星云。有些星云是气态的，有些被认为是由许多恒星组成的宇宙岛屿，就像银河系一样。因为它们离地球太远，观测无法区分由大量恒星组成的朦胧天体。那么，他们有多远？它是在银河系内部还是在银河系外部？

20世纪20年代，美国天文学家哈勃在仙女座星云中发现了一个名为造父变星的天体，从而计算出星云的距离，并最终确认它是银河系之外的一个天体系统，并称之为“银河系外的星系”。

银河外星系，简称星系，是位于银河系之外的天体，由数十亿到数千亿颗恒星、星云和星际物质组成。已经发现了大约10亿个星系外星系。银河系只是一个普通的星系。据估计，银河系外系统的总数超过1000亿。它们就像散布在浩瀚海洋中的岛屿，所以也被称为“宇宙岛屿”。

银河外星系的发现可以追溯到200多年前。在当时法国天文学家梅西尔·夏莱斯为该星云编制的星表中，编号为M31的星云在天文学史上发挥了重要作用。在初冬的夜晚，熟悉星空的人可以用肉眼在仙女座发现它——一个通常被称为仙女座星云的模糊点。自1885年以来，在仙女座星云中陆续发现了许多新的恒星，由此推断仙女座星云不是一个通常的被动反射光线的尘埃和气体云，而是一个由许多恒星组成的系统，恒星的数量必须非常大，这样才有可能在其中有如此多的新恒星。如果我们假设这些新星最亮时的亮度与在银河系中发现的其他新星的亮度相同，那么我们可以粗略地推断仙女座星云离我们很远，远远超出我们已知的银河系的范围。然而，新恒星测量的距离并不十分可靠，因此引起了争议。直到1924年，美国天文学家哈勃才使用当时世界上最大的直径为2.4米的望远镜，在仙女座星云的边缘发现了被称为“天堂统治者”的造父变星。仙女座星云的确切距离是通过造父变星的光周期和光度之间的对应关系来确定的，证明了它确实在银河系之外，并且像银河系一样，是一个巨大而独立的星团。因此，仙女星云应该改名为仙女星系。

从银河系外星系的发现，我们可以回顾我们的星系。它只是一个普通的星系，是数十亿个星系中的一员，是宇宙海洋中的一个岛屿，也是无限宇宙中的一小部分。

分类

目前的星系分类是由哈勃在1926年提出的，分为:

椭圆星系:

椭圆星系:它是圆形或椭圆形，有明亮的中心和黑暗的边缘。根据其外观，可分为8个亚型E0至E7。椭圆星系是一种星系外星系，它是球形或椭球形的。*区域最亮，亮度向边缘降低。对那些靠近它的人来说，外围的成员星可以用大型望远镜分辨出来。根据哈勃，E0，E1，E2，E3，...E7是一个圆形星系，E7是最扁平的椭圆星系。相同类型的星系外星系在质量上有很大的不同，有巨型和矮星系，椭圆星系的质量差异最大。质量最小的矮椭圆星系相当于球状星团，而质量最大的超大质量椭圆星系可能是宇宙中最大的恒星系统，质量范围约为太阳的1000万至100万倍，光度范围为-9至-23绝对星等。椭圆星系的质量光度比为50~100，而螺旋星系的质量光度比为2~15。这表明椭圆星系的生产率远低于螺旋星系。椭圆星系的直径在1到15万秒之间。总光谱类型为K型，这是红巨星的光谱特征。这种颜色比螺旋星系的颜色更红，这表明年轻的成员恒星没有螺旋星系中的成员恒星多，由星际气体和尘埃很少或没有星际气体和尘埃的第二类恒星组成，在椭圆星系中不存在典型的第一类恒星蓝色巨人。关于椭圆星系的形成，有一种星系形成理论，认为椭圆星系是由两个螺旋扁星系碰撞、混合和吞噬形成的。天文观测表明，螺旋扁星系盘中的恒星相对年轻，而椭圆星系中的恒星相对古老，即螺旋扁星系先形成，椭圆星系是在两个螺旋扁星系相遇并混合后形成的。其他人使用计算机模拟来验证这一假设。结果表明，在一定条件下，两个扁星系混合后确实可以发展成椭圆星系。加拿大天文学家科曼迪在他的观察中发现，一些比普通椭圆星系大得多的巨型椭圆星系中心部分的亮度分布是异常的，就好像在中心部分有另一个小核。他的解释是一个特别小的椭圆星系被一个巨大的椭圆星系吞没的结果。然而，星系在宇宙中的分布密度毕竟非常低，它们相互碰撞的可能性非常小。从观察中很难发现这两个星系恰好处于碰撞和吞噬阶段。因此，这一形成理论仍需进一步探索。

旋涡星系:

太阳系所在的银河系是一个螺旋星系，主要由数千亿颗不同质量和年龄的恒星和星际介质组成。

(气体和灰尘)。它们中的大多数密集分布在银河系的对称平面附近，形成银盘，而其余的则分散在银盘上下的近球形银晕中。恒星和星际介质并不均匀地分布在银河盘中，而是更密集地分布在从银河中心延伸的几个旋臂中，形成条状。通常分布在旋臂中的恒星年轻且富含金属，大多与星际介质如电离氢云有关。点缀在银色光环中的星星是旧的，缺乏金属。其中，最古老的恒星有150亿年历史。一些恒星已经老化，通过超新星爆炸，其中合成的含有重元素的碎片和灰烬一起落在了银盘子上。

透镜星系:

在椭圆星系中，比E7更平并开始呈现旋涡特征的星系被称为透镜状星系。当椭圆星系过渡到螺旋星系或椭圆星系过渡到棒螺旋星系时，透镜星系就是过渡星系。

不规则星系:

不规则的形状，没有明显的核和臂，没有盘状对称结构或没有旋转对称的星系，用字母Irr表示。不规则星系仅占全天最亮星系的5%。根据星系的分类，不规则星系可分为IrrI型和IrRi型。第一类是典型的不规则星系。除了上述一般特征外，还有隐约可见的不规则杆状结构。它们是矮星系，质量是太阳的1000到10亿倍，有些质量高达太阳的100亿倍。它们体积小，长径范围为2-9，000秒。恒星家族的组成与Sc螺旋星系相似:年轻的恒星家族I天体如O-B星、电离氢区、气体和尘埃占很大比例。类型二具有无定形的外观，不能区分恒星和星团的组成，并且经常有明显的尘埃带。一些第二类不规则星系可能是正在喷发或喷发后的星系，而另一些被伴星系的引力扰动扭曲了。因此，第一类和第二类不规则星系的起源可能完全不同。

银河系外系统的特征

尺寸:

椭圆星系的大小差异很大，直径从3300多光年到49万光年不等；旋涡星系的直径通常在16000到160000光年之间。不规则星系的直径通常在6500到29000光年之间。当然，因为星系的亮度总是从中心到边缘变暗，并且在外边缘之间没有明显的边界，用不同的方法测量的结果通常是不同的。

质量:

星系通常是太阳质量的100万到1万亿倍。椭圆星系的质量差异很大，大小和质量的差异达到1亿倍。相比之下，螺旋星系质量中等，不规则星系通常较小。

体育:

星系中的恒星在移动，星系本身也在旋转，星系作为一个整体也在太空中移动。星系红移所谓的星系红移是指在星系光谱观测中，某一谱线向红移的现象。为什么会有这样的转变？这种位移现象意味着什么？根据物理学中的多普勒效应，红移表明观测到的天体正朝着空间视线方向远离我们。1929年，哈勃发现星系的红移与星系离我们的距离成正比。距离越远，红移越大。这种关系被称为哈勃定律。这是大爆炸宇宙学的测量基础。

分发:

星系在空间中的总体分布在所有方向上都是相同的，并且几乎是均匀的。然而，从小范围来看，星系的分布是不均匀的。像恒星的分布一样，星系倾向于形成星团。大麦哲伦云和小麦哲伦云形成了一个双星系。它们与银河系形成一个三重星系。它和仙女座星系一起形成了当地的星系团。

进化:

作为一个巨大的天体系统，星系也有一个形成、发展和衰落的演化过程。从形态序列上看，星系可以分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。这种形态差异代表了它们进化的不同阶段吗？谁年轻？谁是中年人？谁老了？还没有结论，还在探索中。

目前，已经发现了10亿个星系外星系。最著名的星系外系统有:仙女座星系外系统、猎犬星系外系统、大麦哲伦星系、小麦哲伦星系和处女座星系外系统。