河外星系的发现历程是怎样的

木青 1172分享

  宇宙中的任何物体被发现都会有一个历程,那么关于河外星系的发现历程是怎样的呢?下面我们就来看看河外星系的发现历程。

  发现历程

  关于河外星系的发现过程可以追溯到两百多年前。在当时法国天文学家梅西耶( Messier Charles ) 为星云编制的星表中,编号为M31的星云在天文学史上有着重要的地位。初冬的夜晚,熟悉星空的人可以在仙女座内用肉眼找到它——一个模糊的斑点,俗称仙女座大星云的。

  如果假设这些新星最亮时候的亮度和在银河系中找到的其它新星的亮度是一样的,那么就可以大致推断出仙女座大星云离我们十分遥远,远远超出了我们已知的银河系的范围。但是由于用新星来测定的距离并不很可靠,因此也引起了争议。直到1924年,美国天文学家哈勃用当时世界上最大的2.4米口径的望远镜在仙女座大星云的边缘找到了被称为“量天尺”的造父变星,利用造父变星的光变周期和光度的对应关系才能定出仙女座星云的准确距离,证明它确实是在银河系之外,也可以说像银河系一样,是一个巨大、独立的恒星集团。因此,仙女星云应改称为仙女星系。

  从河外星系的发现,可以反观我们的银河系。它仅仅是一个普通的星系,是千亿星系家族中的一员,是宇宙海洋中的一个小岛,是无限宇宙中很小很小的一部分。

  一般性质

  结构

  不规则星系谈不上结构。E系一般由核和晕组成。核又分为核球和核心。有些矮E系没有核。S系(包括SB)最复杂,有核心、核球、盘和晕,盘内又有旋臂。S0系和E系的主要差别是SO系有盘,SO系和S系的差别是SO系没有旋臂。

  光谱

  河外星系是很复杂的天体系统,它的光是它的各组成部分发出光的总和。因此,当我们把河外星系作为整体进行分光研究时,拍到的光谱是它所有组成部分的光谱的叠加。显然,组成部分不同,导致河外星系的光谱也不同。河外星系的组成与它的类型有关,所以,不同类型的累积光谱是不同的。椭圆星系的累积光谱型最晚,大致相当于K型。从椭圆星系到不规则星系,累积光谱型越来越早。Ivr型的累积光谱型同Sc型差不多,相当于A型或F型。不同类型的光谱的不同意味着它们的颜色也不同。从椭圆星系到不规则星系,色指数越来越小,就是说,椭圆星系最红,不规则星系最蓝。对旋涡星系来说,核球部分和旋臂部分的光谱和颜色有显著的不同:核球部分类似于椭圆星系,光谱型较晚,颜色较红,而旋臂部分的光谱型较早,颜色较蓝。

  星系的主要组成部分是恒星,累积光谱主要是类似于恒星的吸收光谱。但是,也有相当多的星系,光谱中除了吸收线外还有一些发射线。椭圆星系中有发射线的最少。从椭圆星系到不规则星系,有发射线的的星系所占的比例越来越大。对Sc系和Irr系来说,有发射线的大约甚至占绝大多数。少数特殊河外星系的光谱主要是发射线,吸收线很少,有的甚至完全没有吸收线。还有个别的河外星系只有累续光谱,至今没有看到任何谱线。

  亮度

  绝对星等。如果知道了河外星系的距离,从观测得到的视星等可以求得绝对星等。观测表明,河外星系的绝对星等弥散很大。其中椭圆星系的绝对星等弥散最亮,最亮的可以亮至-22等,最暗的可以暗到-10等以下。旋涡星系和不规则星系的绝对星等相对说来弥散是较小。

  范登堡的河外星系五类:超巨系、亮巨系、巨系、亚巨系和矮系。这五类分别以罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示。在这基础上,范登堡提出了河外星系的二元分类法,即是在哈勃类型的基础上再加上光度型。这种分类法与恒星的二元光谱分类法很类似。

  表面亮度。河外星系是面光源,我们可以测量它的表面亮度,研究表面亮度的变化规律。通常,表面亮度用星等/角秒2表示。一般说来,物质密度越大,辐射就越强,光度在星系视面上的变化情况可以反映了物质分布的情况。因此,研究亮度的变化规律,对搞清楚星系的结构是很有价值的,不同类型星系的表面亮度很不相同,椭圆星系的亮度、旋涡星系的亮度、透镜状星系的亮度等各有不同。

  恒星组成

  研究河外星系的恒星组成的最直接方法是尽可能地用大望远镜把星系分解为恒星。的确,在较近的星系里观测到大量的各种类型的恒星,如OB星、中晚型超巨星、天琴座RR型变星、经典造父变星、新星、超新星、长周期变星等。也观测到许多疏散星团和球状星团。但是这种方法受到很大限制,因为,河外星系毕竟离我们太远了。即使对于较近的星系,也只能观测到它里面的高光度恒星。比如说,仙女座大星云,如果用5米望远镜观测,取它的极限星等为23等,也只能观测到绝对星等-1.4等的恒星,像太阳型矮星根本就观测不到。如果星系的距离超过一百万秒差距,即使里面有超新星爆发,我们也观测不到。一般说来,我们可以通过研究星系的光谱和颜色来研究星系的恒星组成。

  椭圆星系和旋涡星系的核球在光谱、色指数等方面很相似,说明它们的恒星组成很相似。相对说来,旋臂的光谱型较早,颜色较蓝,说明旋臂的恒星组成与核球的不一样。正是根据对银河系和河外星系的研究,巴德才提出了两个星族的概念。椭圆星系和旋涡星系的核球主要由星族Ⅱ组成;旋臂及不规则星系主要由星族Ⅰ组成。但是需要指出,每个星系,包括椭圆星系和不规则星系,决不是只包括一种星族的恒星。比如说,椭圆星系的光谱里常有一些重元素的谱线。这些谱线的强度表明,重元素的含量比极端星族Ⅱ恒星高。因此,椭圆星系也可能包含一些盘星族恒星。相反,不规则星系,也可能包含一些星族Ⅱ恒星,如大小麦哲伦云里发现了许多天琴座胍型变星和球状星团,这些都是极端星族Ⅱ的恒星。

    热门标签

    673166