书城科普青少年应该知道的星系
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第11章 缥缈秘境——河外星系

1.星罗棋布——河外星系

河外星系作为更高一级的星系天体系统,因为距离我们十分遥远,所以赢得了星系“天外天”的美称。

河外星系,是位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统。目前已发现大约10亿个河外星系。银河系也只是一个普通的星系。人们估计河外星系的总数在千亿个以上,它们如同辽阔海洋中纵横交错的岛屿,因而也被称为“宇宙岛”。

河外星系,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。

17世纪,人们陆续发现了一些朦胧的天体,于是称它们为“星云”。有的星云是气体的,有的被认为像银河系一样,是由许许多多恒星组成的“宇宙岛”。由于距离地球太远,通过天文观测人们也分辨不清这些由大量恒星构成的朦胧天体。20世纪20年代,美国天文学家哈勃在仙女座大星云中发现了一种叫作“造父变星”的天体,从而计算出星云的距离,终于肯定它是银河系以外的天体系统,称它们为“河外星系”。

2.光年之间——河外星系的特征

在浩瀚无垠的河外星系之中,椭圆星系的大小差异很大,直径在3300多光年~49万光年之间;旋涡星系的直径一般在1.6万光年~16万光年之间;不规则星系直径一般在6500光年~2.9万光年之间。当然,由于星系的亮度总是由中心向边缘渐暗,外边缘没有明显界线,往往用不同的方法测得的结果也是不一样的。

星系质量一般在太阳质量的100万~10000亿倍之间。椭圆星系的质量差异很大,大小质量差竟达1亿倍。相比之下,质量居中,不规则星系一般较小。

河外星系内的恒星在运动,不仅星系本身也有自转,而且星系整体也在空间同样运动。星系在宇宙空间的总体分布是各个方向都一样,近于均匀。但是从小尺度看,星系的分布又是不均匀的,与恒星的分布一样,有成团集聚的倾向,大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系。它们又和银河系组成三重星系,加上仙女座大星系等构成了本星系群。

作为庞大的天体系统来说,星系也是有形成、发展到衰亡的演化过程。星系从形态序列看有椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。这种形态上的差别是否代表它们演化阶段的不同呢?谁属年轻?谁是中年?谁算老年?现在仍未有结论,尚处于探索之中。