什么是星系?

我们生活在一个称为银河系的星系中。但是,关于太空中这些宏伟而辉煌的星岛,还有更多的知识要知道!单击此处,并准备扩大您的思维。

星系群-许多明亮的长方形和螺旋形,不同大小,所有角度,在黑色背景上。

这是一个巨大的星系团,称为Abell 2744,又名Pandora’s群集,位于星座方向 雕塑家。集群约400万 光年 跨越,拥有4万亿个太阳这似乎是在3.5亿年的时间里同时堆积至少4个单独的较小的银河星团的结果。进一步了解此图片 哈勃站。图片来自NASA / ESA / J.Lotz / M.Mountain / A.Koekemoer /哈勃边防领域团队。

星系是在太空海洋中的广阔恒星岛。通常,星系之间的距离很远,以百万计 光年。有时有人说星系是我们宇宙的基础。他们的分布是’就像人们可能会想到的那样,它是随机的:星系沿着难以想象的长丝穿过整个宇宙,这是一个由星际城市组成的宇宙网。

一个星系可以包含数千亿颗恒星,跨度可达数千光年。我们自己的银河系 银河,直径约为100,000光年。那’约587,900万亿英里,近100万亿公里。

星系的大小也大不相同。

估计宇宙中有2万亿个星系。

3个具有不同配置的星系和空隙的盒子,均匀分布在第一个盒子中,非常笨拙的放在第三个盒子中。

Illustration showing 快照 from a simulation by astrophysicist 沃尔克·斯普林米尔 德国马克斯·普朗克研究所。它代表了当宇宙分别存在9亿,32亿和137亿年(现在)时的宇宙结构(星系和空隙)的增长。图片来自Volker Springel / MPE / 卡夫利基金会.

星系聚集在一起。我们自己的银河系是所谓的 当地团体,例如:一个由55个星系组成的星团,到目前为止我们都知道。

反过来, 星系团 自己分组 超级集群。我们的本地小组是 处女座Supercluste

将恒星束缚成星系,将星系束成簇,将簇束成超团簇以及将超团簇成细丝的“胶水”是– of course –重力,是宇宙的建筑工人,雕刻了我们在宇宙中看到的所有结构。

标记的星系组通过箭头连接。

本地超级集群中选定组和集群到本地组的距离,称为处女座超级集群。

有几种基本的星系类型,每种类型都包含子类型。星系首先由著名天文学家根据其外观进行系统分类 埃德温·哈勃 在1920年代和30年代后期,经过多年艰苦的观察。 哈勃的星系分类众所周知,它至今仍在使用,尽管自哈勃时代以来,就像任何好的分类系统一样,它已根据新的观测结果进行了更新和修订。

在哈勃研究银河系之前,人们认为我们的银河系是宇宙中唯一的一个。天文学家认为,他们在望远镜中看到的光迹实际上是我们自己星系中的星云,而不是像哈勃发现的那样,它们本身就是星系。正是哈勃通过测量速度证明了它们位于距我们很远的距离,距离银河系有数百万光年,距离如此之大,以至于除了最大的望远镜以外,它们都显得很小。而且,他证明,无论从哪里看,星系都向我们四面八方地消退,而距离越远,它们退退的速度就越快。哈勃发现了 宇宙在膨胀.

“音叉”的手柄由椭圆形星系组成。条形螺旋和简单螺旋组成了2个叉。

埃德温·哈勃的示意图’s “tuning fork diagram.”在1920年代末和30年代,哈勃进行了费力的观察工作,开始对星系进行分类。他最初的分类方案是在1936年出版的“星云的境界.”他原来的计划是–像所有科学工作一样–不断地被修改。但是他的想法“tuning fork diagram”一直有用。图片通过 拉斯坎伯雷斯天文台.

最常见的星系类型是人们最熟悉的一种: 旋涡星系。银河系属于这个家庭。旋涡星系拥有雄伟的,横扫的手臂,长达数千光年,由数以百万计的恒星组成。我们的太阳系位于从银河系中心到银河系外围大约2/3的位置,并嵌入其中一个旋臂中。

螺旋星系的特征还在于,它的中心明亮,由密集的恒星组成,密密麻麻,从远处看,它的中心就像一个实心球。这个星星球被称为 星系凸起。在银河系的中心–在银河隆起内–恒星的密度计算为每34百万个 立方光年, 例如。

同时,在我们的太阳附近, 恒星密度 据估计为每立方光年0.004颗恒星。很大的区别!

长而明亮的水平,微红色星,尘埃和气体形成。

通过2019年澳大利亚的默奇森宽场阵列(MWA)望远镜可以看到银河系中心的壮丽景色。图片由Natasha Hurley-Walker(ICRAR / Curtin)/ GLEAM Team / Phys.org提供。

实际上,银河系是哈勃的旋涡星系子类型之一: 禁止螺​​旋,这意味着它的星条从中心的两侧伸出。杆的末端形成螺旋臂的锚点,螺旋臂从该处以优美而巨大的弧线扫出。这是一个相当新的发现:还不清楚星条在星系中的形成方式。

最近还确定的事实是,如大多数图表所示,银河系的磁盘并非平坦: 它变形了就像是长时间播放的黑胶唱片在阳光下晒得太久。确切的原因尚不清楚,但据认为是银河系早期与另一个星系的引力相遇的结果’s history.

边缘可见的扁平星系,其外部区域略微弯曲。有一个明亮的中央凸起。

艺术家’扭曲的银河系的插图。图片来自Ogle /华沙大学/ 英国广播公司.

椭圆星系 是宇宙’最大的星系。他们很大, 足球-成形。

他们来是因为–尽管大多数星系彼此分开飞行–天文学上彼此接近的那些将相互吸引。陷入无情的引力舞中,最终它们融合在一起,彼此穿越了几百万年,最终形成了一个单一的, 无定形的 椭圆星系。这种合并可能导致新一代恒星的诞生’的冲击波压缩了星际气体和尘埃的巨大云团。

银河系被这样的引力包围着 M31,又名 仙女座星系,相距2 1/2百万光年。由于引力的吸引,两个星系都朝着彼此移动: 合并 从现在起约60亿年。但是,两个星系都被巨大的星团包围 光环 可能会延续数百万光年的气体, 最近发现 银河系和M31的光环已经开始接触。

两个星系已经初吻。

银河的合并并不少见:在宇宙融合的各个阶段中,充满了星系的例子,它们的结构因重力而破坏和扭曲,形成奇异而美丽的形状。

两个星系靠在一起,不规则地伸展着长长的恒星。

星系可能需要数十亿年才能完全合并为一个星系。当天文学家向外看太空时,他们只能看到“snapshots”漫长的合并过程这两个相撞的星系位于彗星Berenices的3亿光年外,因每个星系的恒星尾巴和气体长尾而被昵称为The Mice。否则将被称为NGC 4676,这对将最终合并成一个巨大的星系。图片通过 维基共享资源.

在银河系规模的低端,有所谓的 矮星系包括几百到几十亿颗恒星。它们的来源尚不清楚。通常,它们没有明确定义的结构。天文学家认为它们的诞生与银河系等较大星系的诞生方式相同,但无论出于何种原因,它们都停止了生长。他们被一个更大的星系的引力所困,绕着它的外围旋转。我们知道,银河系大约有20个矮星系绕轨道运行,尽管有些模型预测应该有更多星系。

对于我们地球人来说,两个最著名的矮星系当然是 大小麦哲伦星云对地球上的肉眼可见’南半球的天空。

最终,这些星系和其他矮星系将被银河系引力的力大无比的花冠撕裂,在天空中留下几乎看不见的恒星流,并在数万年后逐渐消散。

繁星点点的天空中几乎垂直的多云带,右边有两个明亮的模糊斑点。

林顿·布朗 于2019年4月22日在澳大利亚霍舍姆附近的泰勒湖上拍摄了这张美丽的银河系图像。右边的两个对象是麦哲伦星云。谢谢林顿!

人们相信所有星系都会自转:例如,银河系需要2.26亿年旋转一次。因此,自诞生以来,地球围绕银河系移动了20次。

在大多数星系的中心潜伏着 超大质量黑洞数百万甚至数十亿的太阳质量。唱片持有人 吨618的质量是太阳的660亿倍。

对超大质量黑洞的起源和演化还没有很好的了解。几年前,天文学家发现了一个令人惊讶的事实:在旋涡星系中,超大质量黑洞的质量直接 线性关系 与银河隆起的质量。黑洞的质量越多,凸起中的恒星就越多。没有人确切知道这种关系的重要性,但是它的存在似乎表明一个星系的增长’恒星的数量与其超大质量黑洞的数量密不可分。

这一发现是在天文学家开始意识到超大质量黑洞可能控制其宿主星系的命运的时候发生的:从绕着中心黑洞的物质的漩涡中发出的大量电磁辐射,即所谓的黑洞。 吸积盘可能推开并消散形成新恒星的星际氢云。这可以抑制银河系产生新恒星的能力。最终,生命本身的出现可能与超大质量黑洞的活动有关。这是一个正在进行的研究领域。

虽然天文学家仍然对确切的知识知之甚少 星系是如何形成的 首先,我们看到它们以新生形式存在,仅在大爆炸之后几亿年就存在了。对银河系的研究是无穷无尽的探索之旅。

在意识到我们自身之外的其他星系存在不到一百年之后,我们对这些宏伟雄伟的星空城市学到了很多。而且还有很多东西要学习。

底线:什么是星系?了解太空中的这些繁星点点的岛屿。

安迪·布里格斯