橢圓星系（外形呈正圓形或橢圓形的星系）

橢圓星系（外形呈正圓形或橢圓形的星系）

橢圓星系 （外形呈正圓形或橢圓形的星系） 次瀏覽 | 2022.09.19 11:44:51 更新 來(lái)源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 橢圓星系外形呈正圓形或橢圓形的星系

橢圓星系，外形呈正圓形或橢圓形，中心亮，邊緣漸暗。按外形又分為E0到E7八種次型。橢圓星系的傳統(tǒng)形象是最初的爆發(fā)之后，恒星形成過(guò)程已經(jīng)結(jié)束的星系，只留下衰老中的恒星仍在閃爍著光輝，但偶爾仍會(huì)有少量的恒星形成。通常，橢圓星系看起來(lái)是黃色或紅色，與在旋臂上有高熱的年輕恒星，發(fā)出淡藍(lán)色調(diào)的螺旋星系對(duì)比有很大的差異。

中文名

橢圓星系

外文名

Elliptical galaxy

所屬學(xué)科

天文學(xué)

分類

河外星系

赤經(jīng)

12h30m49.4s

特征

恒星的運(yùn)動(dòng)是以不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)為主，不同于漩渦星系的以自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主，只有少許的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。只有少許的星際物質(zhì)、年輕的恒星很少、疏散星團(tuán)的數(shù)量也不多。恒星多是年老的，屬于第二星族的恒星。較大的橢圓星系，都有以老年恒星為主的球狀星團(tuán)。

橢圓星系的傳統(tǒng)形象是最初的爆發(fā)之后，恒星形成過(guò)程已經(jīng)結(jié)束的星系，只留下衰老中的恒星仍在閃爍著光輝，但偶爾仍會(huì)有少量的恒星形成。通常，橢圓星系看起來(lái)是黃色或紅色，與在旋臂上有高熱的年輕恒星，發(fā)出淡藍(lán)色調(diào)的螺旋星系對(duì)比有很大的差異。

范圍橢圓星系

橢圓星系的質(zhì)量和尺度有很大的范圍：小到只有一萬(wàn)秒差距到大過(guò)十萬(wàn)秒差距，質(zhì)量從107到接近1013太陽(yáng)質(zhì)量。最小的矮橢球星系可能不會(huì)比典型的球狀星團(tuán)大，但因?yàn)閾碛邢喈?dāng)數(shù)量的暗物質(zhì)，所以不能歸類為星團(tuán)。

大部分這些小的橢圓星系都與其它的橢圓星系沒有關(guān)聯(lián)性。已知最大的單一星系M87（NGC4486）是橢圓星系。

橢圓星系的尺度比任何其他種類的星系都更為寬廣。

橢圓球的形狀曾經(jīng)被認(rèn)為是球體被拉長(zhǎng)的程度不同所造成的，所以哈柏星系分類將橢圓星系依照扁率從非常接近球狀的E0，到非常扁平的E7。現(xiàn)在則認(rèn)為橢圓星系的扁平率都相差不大，哈柏分類上的差異只是觀測(cè)的角度不同造成的結(jié)果。

橢圓星系有兩種不同的物理類型：“盒狀的”巨大橢圓星系，是因?yàn)橛行﹨^(qū)域的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)（非對(duì)稱的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)）比其他的區(qū)域明顯造成的；和“盤狀的”普通大小和低亮度，有著各項(xiàng)同性的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并且被星系自轉(zhuǎn)拉平的橢圓星系。

矮橢圓星系可能不是真的橢圓星系，她們的一些特征像是不規(guī)則星系與晚期的旋渦星系，許多天文學(xué)家現(xiàn)在因此稱呼她們?yōu)椤鞍珯E球”（注意：這仍然是有爭(zhēng)議的題目）。

橢圓形和星系盤的核心突起有相似的特征，并且一般都視為相同的物理現(xiàn)象。橢圓星系傾向集中在星系團(tuán)的核心和存在于緊密集團(tuán)的星系。

最近的一些觀測(cè)發(fā)現(xiàn)少數(shù)的橢圓星系中存在著藍(lán)色的年輕星團(tuán)，這可以解釋為星系的發(fā)展和演變中發(fā)生星系合并的現(xiàn)象。目前的想法是：橢圓星系是兩個(gè)形態(tài)可能不同，但質(zhì)量相當(dāng)?shù)男窍蛋l(fā)生碰撞與經(jīng)歷長(zhǎng)期合并作用的結(jié)果。

這種型態(tài)的星系合并在早期應(yīng)該是很普遍的現(xiàn)象，而且發(fā)生的頻率比現(xiàn)在高。較小的星系合并涉及兩個(gè)質(zhì)量非常不同的星系，并且橢圓星系的質(zhì)量是沒有限制的。例如，我們的銀河系現(xiàn)在正在合并一個(gè)小的星系（人馬座矮星系）。

類比

同一類型的河外星系，質(zhì)量差別很大，有巨型和矮型之分。其中以橢圓星系的質(zhì)量差別最大：橢圓星系根據(jù)哈勃分類，按其橢率大小分為E0、E1、E2、E3、…、E7共八個(gè)次型，E0型是圓星系，E7是最扁的橢圓星系。

質(zhì)量最小的矮橢圓星系和球狀星團(tuán)相當(dāng)，而質(zhì)量最大的超巨型橢圓星系可能是宇宙中最大的恒星系統(tǒng)，質(zhì)量范圍約為太陽(yáng)的千萬(wàn)倍到百萬(wàn)億倍，光度幅度范圍從絕對(duì)星等-9等到-23等。

橢圓星系質(zhì)量光度比約為50~100，而旋渦星系的質(zhì)光比約為2~15。這表明橢圓星系的產(chǎn)能效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于旋渦星系。橢圓星系的直徑范圍是1~150千秒差距。

總光譜型為K型，是紅巨星的光譜特征。顏色比旋渦星系紅，說(shuō)明年輕的成員星沒有旋渦星系里的多，由星族II天體組成，沒有或僅有少量星際氣體和星際塵埃，橢圓星系中沒有典型的星族I天體藍(lán)巨星。

成因

關(guān)于橢圓星系的形成，有一種星系形成理論認(rèn)為，橢圓星系是由兩個(gè)旋渦扁平星系相互碰撞、混合、吞噬而成。

天文觀測(cè)說(shuō)明，旋渦扁平星系盤內(nèi)的恒星的年齡都比較輕，而橢圓星系內(nèi)恒星的年齡都比較老，即先形成旋渦扁平星系，兩個(gè)旋渦扁平星系相遇、混合后再形成橢圓星系。

還有人用計(jì)算機(jī)模擬的方法來(lái)驗(yàn)證這一設(shè)想，結(jié)果表明，在一定的條件下，兩個(gè)扁平星系經(jīng)過(guò)混合的確能發(fā)展成一個(gè)橢圓星系。

加拿大天文學(xué)家考門迪在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，某些比一般橢圓星系質(zhì)量大的多的巨橢圓星系的中心部分，其亮度分布異常，仿佛在中心部分另有一小核。他的解釋就是由于一個(gè)質(zhì)量特別小的橢圓星系被巨橢圓星系吞噬的結(jié)果。

但是，星系在宇宙中分布的密度畢竟是非常低的，它們相互碰撞的機(jī)會(huì)極小，要從觀測(cè)上發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星系恰好處在碰撞和吞噬階段是非常困難的。所以，這種形成理論還有待人們?nèi)ド钊胩剿鳌?/p>例子

M32

M49

M59

M60 (NGC 4649)

M87 (NGC 4486)

M89

M105 (NGC 3379)

M110

新發(fā)現(xiàn)

天文學(xué)家使用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡上的大視場(chǎng)照相機(jī)3觀測(cè)了距離地球3400萬(wàn)光年的橢圓星系M105，意外地發(fā)現(xiàn)了年輕的恒星和星團(tuán)，為星系演化提供了新的認(rèn)識(shí)。

星系通常可以分為兩類：旋渦星系和橢圓星系。銀河系就是一個(gè)旋渦星系，恒星就位于它的星系盤中。盤中含有低溫、稠密的氣體，它們會(huì)以每年一顆的速率誕生出恒星。然而，在橢圓星系中，幾乎所有的恒星都有數(shù)十億年的年齡，且?guī)缀醪缓蜏貧怏w，沒有恒星形成。

由于無(wú)法看到單顆的恒星，天文學(xué)家通過(guò)觀測(cè)橢圓星系所發(fā)出的所有光線來(lái)研究其中恒星的形成。而新的研究則使用了“哈勃”靈敏的紫外觀測(cè)能力，可以識(shí)別出單顆的恒星。這一技術(shù)使得天文學(xué)即可以觀測(cè)恒星形成，哪怕形成率低至每100，000年僅形成一顆恒星。

盡管以前的觀測(cè)沒有在M105中發(fā)現(xiàn)恒星形成的跡象，但新的觀測(cè)卻發(fā)現(xiàn)了一些極藍(lán)的明亮恒星，它們的質(zhì)量在10~20個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間。此外，還看到了不是那么藍(lán)的天體，他們不是單顆恒星而是由許多恒星組成的星團(tuán)。

綜合起來(lái)，M105中恒星的平均形成率為每10，000年誕生1顆恒星。這些發(fā)現(xiàn)也帶來(lái)了新的問題，例如產(chǎn)星的氣體來(lái)自何方？未來(lái)的觀測(cè)將會(huì)為橢圓星系中的恒星形成過(guò)程提供新的認(rèn)識(shí)。

北京時(shí)間11月27日消息，科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，宇宙采取一種不同尋常的方式讓“年老”的星系獲得新生，那就是嗜食同類。借助于美國(guó)宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的最新觀測(cè)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)年老的橢圓形星系仍保持“青春活力”，這要?dú)w功于它們?cè)庥霾⑼淌奢^小的星系。[1]

由寬視場(chǎng)照相機(jī)3在近紅外光條件下拍攝的NGC?4150核心照片，揭示了這個(gè)橢圓星系內(nèi)的塵埃和氣體流以及叢生的年輕藍(lán)色恒星，年輕藍(lán)星的年齡不到10億歲。有證據(jù)顯示，NGC?4150之所以能夠誕生新恒星是與一個(gè)矮星系合并的結(jié)果。

這項(xiàng)新研究支持了近來(lái)嶄露頭角的一種觀點(diǎn)，即絕大多數(shù)橢圓星系都擁有年輕恒星，讓“年老”的橢圓星系獲得新生。

哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)負(fù)責(zé)人、牛津大學(xué)天文學(xué)家馬克·克羅基特表示：“橢圓形星系據(jù)信在數(shù)十億年前形成它們的所有恒星。它們耗盡了所有氣體，形成新的恒星。現(xiàn)在，我們?cè)诤芏鄼E圓星系內(nèi)發(fā)現(xiàn)恒星誕生證據(jù)，之所以能夠形成新恒星由吞噬小型星系所致。”

克羅基特指出：“‘哈勃’的觀測(cè)結(jié)果支持了這樣一種理論，即通過(guò)與矮星系撞擊合并，星系能夠在數(shù)十億年的變遷中提高自身活力。位于我們銀河系后院的NGC?4150便是一個(gè)充滿戲劇性的例子，展現(xiàn)了早期宇宙中存在的一種常見現(xiàn)象。”

“哈勃”拍攝的照片揭示了這個(gè)星系內(nèi)部深處的狂暴與活躍。年輕藍(lán)星群沿著中部周圍的一個(gè)環(huán)移動(dòng)，環(huán)隨著星系移動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這個(gè)恒星繁育地的寬度大約在1300光年左右。長(zhǎng)長(zhǎng)的塵埃帶在微黃色的核心映襯下現(xiàn)出輪廓，核心由年老恒星構(gòu)成。

根據(jù)“哈勃”對(duì)恒星顏色進(jìn)行的分析，克羅基特及其研究小組計(jì)算出恒星形成過(guò)程大約開始于10億年前。在宇宙的歷史上，這是一個(gè)近期發(fā)生的事件。自此之后，NGC?4150的“恒星制造廠”便放慢腳步。

研究小組成員、牛津大學(xué)的約瑟夫·希爾克解釋說(shuō)：“我們看到的這個(gè)星系已經(jīng)是恒星大爆炸之后的狀態(tài)。絕大多數(shù)大質(zhì)量恒星已經(jīng)死亡。最年輕的恒星年齡在5000萬(wàn)年至3億年到4億年之間。相比之下，這個(gè)星系內(nèi)的絕大多數(shù)恒星年齡卻在100億年左右。”

與另一個(gè)較小星系遭遇合并觸發(fā)了恒星形成過(guò)程，這與我們的銀河系吞噬附近的大麥哲倫星云類似。

研究小組成員、倫敦帝國(guó)學(xué)院和牛津大學(xué)的蘇迦塔·卡維拉吉表示：“我們認(rèn)為大約10億年前與一個(gè)富含氣體的小星系合并讓NGC 4150得以擁有形成新恒星所必須的物質(zhì)。年輕恒星內(nèi)的‘金屬’——比氫和氦更重的元素——含量非常低，說(shuō)明與NGC?4150合并的星系同樣金屬含量較低。與NGC 4150合并的應(yīng)該是一個(gè)小矮星系，質(zhì)量大約是NGC?4150的二十分之一。”

天文學(xué)家表示，與更大型星系之間的撞擊相比，類似這樣的小規(guī)模合并更為常見。一大一小星系發(fā)生相撞的頻率可能是其他撞擊的10倍。由于產(chǎn)生令人難以置信的“煙花秀”——扭曲的星系、長(zhǎng)長(zhǎng)的氣體流和數(shù)十個(gè)年輕星群——大規(guī)模撞擊更容易觀察。相比之下，規(guī)模較小的合并更難探測(cè)，因?yàn)樗鼈兞粝碌暮圹E很少。

參考資料