正文

《宇宙大碰撞》橢圓星系

宇宙大碰撞:大爆炸之后又發(fā)生了什么? 作者:(德)拉爾斯·林伯格·克里斯滕森


盡管表面看起來(lái)光滑,沒有任何明顯特征,內(nèi)部恒星的運(yùn)動(dòng)也較慢,但橢圓星系是令人異常興奮的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。它們看上去就像是模糊的橢圓形光斑,形態(tài)從近乎正圓到非常扁的橢圓各不相同,亮度從中心到外圍平滑地逐漸變暗,幾乎看不到任何真正的結(jié)構(gòu)。與旋渦星系相比,橢圓星系很少含有可觀測(cè)到的氣體和塵埃。其內(nèi)部的恒星都是老年恒星,在星系內(nèi)做隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。似乎所有的橢圓星系中心都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,特別是這些黑洞的質(zhì)量與整個(gè)橢圓星系的質(zhì)量之間有相關(guān)關(guān)系。橢圓星系沒有盤,盡管一些盤星系的核球看起來(lái)與橢圓星系很相似。

據(jù)統(tǒng)計(jì),橢圓星系在近域宇宙星系中大約占10%~15%。它們大多分布在規(guī)則的富星系團(tuán)8中心附近,早期宇宙中的橢圓星系要比今天更罕見。

橢圓星系的質(zhì)量范圍很廣,從最小的只有幾百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的矮橢圓星系,到質(zhì)量超過(guò)1萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的巨橢圓星系。其大小也從幾千光年到最大的300000光年不等。最小的橢圓星系被稱為矮橢圓星系,可能比最大的球狀星團(tuán)大一點(diǎn)點(diǎn)。而在另一端,像M87那樣的巨橢圓星系則是宇宙中最大的星系之一。橢圓星系的尺度范圍要比旋渦星系的大得多。巨橢圓星系通常是其所在星系團(tuán)的主宰。

多波段彩色圖像顯示了從M81系統(tǒng)中心延伸出的蜿蜒的恒星、塵埃、氣體云以及旋臂。盡管M81遠(yuǎn)在1160萬(wàn)光年之外,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡仍能拍攝到銳利的圖像,可以分辨出單顆恒星、疏散星團(tuán)以及球狀星團(tuán),甚至還有熒光氣體明亮區(qū)。圖像的數(shù)據(jù)資料來(lái)自哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡以及星系演化探測(cè)器(GALEX)。

在大多數(shù)橢圓星系中都缺乏氣體和塵埃,意味著這里很難有能夠支持恒星形成所需的原料,因此橢圓星系沒有新生恒星,也沒有高溫明亮的大質(zhì)量恒星。實(shí)際上,橢圓星系是由年老的,發(fā)出紅黃色光芒的小質(zhì)量恒星構(gòu)成的。

正如上文中我們談到的那樣,哈勃星系分類中橢圓星系分為從E0到E7的8個(gè)不同子類,E0型是近乎正圓的,而E7型是非常扁的橢圓。現(xiàn)在人們意識(shí)到橢圓星系的大多數(shù)都是介于中間類型的,哈勃分類中不同子類型的橢圓星系通常都是視覺投影效果,投影形狀取決于我們觀測(cè)某個(gè)橢圓星系的角度。


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