星系分類

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天文學中,星系的分類主要是根據星系的外觀在整體上呈現出的型態,分為橢圓星系螺旋星系、或棒旋星系(閂狀星系),而且可以更進一步的的標示出各類星系的特性。例如,橢圓星系的外觀扁平度,旋渦星系的旋渦數目或棒閂的特性。這種星系分類稱為哈柏音叉圖哈柏序列

哈柏序列[编辑]

哈柏序列哈柏在1936年提出的星系分類,由於它的圖形表示法很像音叉的形狀,所以也稱為哈柏音叉圖

哈柏序列的音叉圖
Hubble sequence photo.png

"哈柏音叉圖"由左方的開始,橢圓星系是他的基礎,依照外觀的扁平程度從E0至E7,"E"代表是橢圓,數字是橢圓的程度,0是球形的,也可以當作是巨大的球狀星團,7是像鐵餅的形狀。專業上的說法是以扁率的十分法中所佔的乘數,例如,E7的橢圓星系扁率是0.7。

在橢圓星系之後,圖形分為二支,在上面的分支是螺旋星系,從S0開始,也稱為透鏡星系,"S"的意思是旋渦,"0"則表示沒有旋臂,下標的數字表示盤面上因為塵埃的遮蔽會造成深刻的吸收條紋,影響到星系的外觀。在這個分支上還有3種形式,都有旋懸臂的結構,"S"代表相同的意義,但後面跟隨的小寫字母則表示旋臂的狀態。從"a"到"d"的涵義如下:

  • Sa –旋臂緊纏且光滑,中心的核心明亮。
  • Sb –旋臂比較明確,但比Sa的鬆散。
  • Sc –旋臂比Sb更為寬鬆。
  • Sd –旋臂非常寬大,而且比核心明亮。

在下面的分支稱為棒旋星系,代表的符號是"SB"。這個分支的星系以SB0開始,下標的數字表示表示短棒狀結構的明確程度,在這個分支下的星系都以"SB"來標示,後隨的字母也是表示短棒狀結構的明確程度。他的範圍是從"a"到"c",字母的涵義如下:

  • SBa –有明亮的核心和緊纏的旋臂。
  • SBb –旋臂比SBa更明確,但結構較鬆散。
  • SBc –旋臂更加鬆散,而且中央的核心也較為黯淡。

我們的銀河系現在被認為是SBb的棒旋星系,在過去,則被歸類為Sb,與巨大的仙女座大星系屬於同一類。

與一般看法不同的是,星系的音叉圖並不能表示星系的發展(演化),例如S0的星系不能分為兩個分支,一支發展出正規的螺旋星系,另一支則發展成棒旋星系。換言之,螺旋星系或棒旋星系都不是由橢圓星系演化過來的。

星系的分類如下:

  • 橢圓星系(E0-7):外觀是橢圓形,恆星的分布是均勻的。數字代表星系的扁平程度,E0的橢圓星系外觀幾乎是圓形的,而E7則非常的扁平。數字只是代表這個星系出現在天空中的形狀,與真實的幾何形狀無關。
  • 透鏡星系(S0和SB0):外觀上是碟狀的結構,中心的核球突起並向外投射光輝,但是沒有旋臂的結構。
  • 螺旋星系(Sa-d):中心有核球凸起,向外發散的盤面中有旋臂的結構。旋臂以核球為中心環繞著,最緊密的是Sa,依序逐漸鬆散(Sc和Sd),字母也代表著核球的光度逐漸減弱。
  • 棒旋星系(SBa-d):與漩渦星系有著相似的分類,但是旋臂不是由核球伸展出來,而是由穿過核球的棒子末端伸展開來,好像是繫在指揮棒末端的緞帶。同樣的由SBa到SBd也代表者旋臂逐漸鬆散與核心光度的轉暗。
  • 不規則星系(Irr):似乎有旋臂結構但被扭曲變形的是第一型(Irr I),不能歸類至任何類型的就屬於第二型(Irr II)。
已知的星系特性
星系種類 質量(太陽質量 亮度(太陽亮度 直徑(千秒差距) 恆星族群 觀測數量(%)
螺旋/
棒渦
109 to 1011 108 to 1010 5-250 盤面:星族I
暈:星族II
77%
橢圓 105 to 1013 105 to 1011 1-205 星族II 20%
不規則 108 to 1010 107 to 109 1-10 星族I 3%

哈柏序列是建立在由當時的望遠鏡所所拍攝的星系照片上。起初,他相信橢圓星系是早期的星系型態,然後可能轉變成螺旋或棒旋星系。我們現在則認為該倒過來解釋星系的發展。但是,早期的錯誤已經深植在天文學家的專業術語中,所以現在依然根據圖中的位置,將左邊的星系稱為早期形,圖右邊的稱為晚期形。

更現代的觀測提供了更多這些類型的訊息:

  • 橢圓星系的氣體和塵埃的含量較低,並且主要的恆星都是老年的恆星。
  • 螺旋星系有豐富的氣體和塵埃,並且老年和年輕的恆星大量的混雜在一起。
  • 不規則星系幾乎都是氣體、塵埃和年輕的恆星。

由這些,天文學家建立了星系演化的理論,認為橢圓星系事實上是由螺旋星系彼此或和不規則星系碰撞後才產生的,那些被剝離的大量氣體和塵埃就成為在隨機軌道上運轉的恆星。參考星系誕生和演化

橢圓星系的例子
名稱 赤經 赤緯 哈柏序列
M49(NGC 4472) 12h 29.8m 8° 00' E4
M59(NGC 4621) 12h 42.0m 11° 39' E3
M60(NGC 4649) 12h 43.7m 11° 33' E1
M84(NGC 4374) 12h 25.1m 12° 53' E1
M86(NGC 4406) 12h 26.2m 12° 57' E3
M89(NGC 4552) 12h 35.7m 12° 33' E0
M110(NGC 205) 00h 40.4m 41° 41' E6

佛科留斯系統[编辑]

佛科留斯系統是由哈柏序列發展出來並被廣泛使用的星系分類法。兩者之間最主要的區別是在螺旋星系的分類上。在哈柏的分類中主要是依據旋臂纏繞的鬆緊和棒狀的結構兩項特徵;迪·佛科留斯則加上了第三項特性:內部的環。 [1]

  • 旋臂:星系的分類從E,經過S0與其他的形態,到Im。
  • 棒閂:星系的分類為A(一般的)或B(棒狀結構),介於兩者之間的則以AB galaxies are described as being A (ordinary), B (barred), or AB (intermediate).
  • 環圈:星系的分類為s(沒有環圈),r(有環圈),或sr(環圈不完整)。

因此,一個星系可以被分類為SAB(rs)c – Sc,意思是棒閂不明顯,環圈也不明確的旋渦星系。

通常,de Vaucouleurs的系統在三度空間的圖形中才能清楚的呈現,以X軸表示旋臂,棒閂在Y軸,環圈是Z軸。對旋臂所作的橫斷面(例如:Sb)將顯示在二度空間中的棒閂(Y軸)和環圈(Z軸)的狀態。圖形請參考 此處

耶基斯(或摩根)分類[编辑]

耶基斯分類依據星系的形狀和恆星光譜,真實的和顯而易見的,以及中心的凝聚度。

光譜類型 注釋
a 顯著的A 恆星
af 顯著的A-F恆星
f 顯著的F恆星
fg 顯著的F-G恆星
g 顯著的G恆星
gk 顯著的G-K恆星
k 顯著的K恆星
星系形狀 注釋
B 棒旋星系
D 對稱的旋轉沒有顯著的旋渦或橢圓結構
E 橢圓的
Ep 橢圓和塵埃吸收
I 不規則
L 表面亮度低
N 小而亮的核心
S 旋渦
傾斜度 注釋
1 "面對"的星系
2
3
4
5
6
7 "側面"的星系

所以,舉例如下:仙女座星系的分類為kS5。

參見[编辑]

外部鏈結[编辑]