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星系

時間:2023-04-29 17:34:36 全科知識 我要投稿
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星系

恒星系或稱星系,是宇宙中龐大的星星的“島嶼”,它也是宇宙中最大、最美麗的天體系統(tǒng)之一。到目前為止,人們已在宇宙觀測到了約一千億個星系。它們中有的離我們較近,可以清楚地觀測到它們的結(jié)構(gòu);有的非常遙遠,目前所知最遠的星系離我們有將近一百五十億光年。

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  星系 一詞源自于 希臘文 中的galaxias(γαλαξ?α?),參考我們的 銀河系 ,是一個包含 恒星 、 氣體 的 星際物質(zhì) 、 宇宙塵 和 暗物質(zhì) ,并且受到 重力 束縛的大質(zhì)量 系統(tǒng) 。典型的星系,從只有數(shù)千萬(107)顆恒星的 矮星系 到上兆(1012)顆恒星的 橢圓星系 都有,全都環(huán)繞著 質(zhì)量中心 運轉(zhuǎn)。除了單獨的恒星和稀薄的 星際物質(zhì) 之外,大部分的星系都有數(shù)量龐大的多 星系統(tǒng) 、 星團 以及各種不同的 星云 。

   歷史上,星系是依據(jù)它們的型狀分類的(通常指它們視覺上的形狀)。最普通的是 橢圓 星系,有著橢圓形狀的明亮外觀; 螺旋星系 是圓盤的形狀,加上彎曲塵埃的 旋渦 臂。形狀不規(guī)則或異常的,通常都是受到鄰近的其它星系影響的結(jié)果。鄰近星系間的交互作用,也許會導致星系的合并,或是造成恒星大量的產(chǎn)生,成為所謂的 星爆星系 ;缺乏有條理結(jié)構(gòu)的小星系則會被稱為 不規(guī)則星系 。

   星系際空間 是有物質(zhì)的空間和 星系 之間的空間,星系際空間非常接近完全的真空,但通常仍會有自由的塵埃和碎片。在星系團之間,稱為 空洞 的空間,則幾乎是完全的真空。有些理論認為每立方米一顆氫 原子 的密度相當于宇宙的平均密度 。但是,宇宙的密度很顯然是不均勻的;他的密度從在星系內(nèi)非常高(包括在星系內(nèi)有著高密度的結(jié)構(gòu),像是行星、恒星、和 黑洞 等)到在廣大的空洞內(nèi)非常低,遠低于宇宙平均值的密度。

  圍繞和延伸在星系之間,有著 稀薄 的等離子 [10] ,它們被認為具有 宇宙纖維狀結(jié)構(gòu) [11] ,這是比宇宙的平均密度略為密集的區(qū)域。這些物質(zhì)被稱為 星系際介質(zhì)(IGM) ,并且通常是被電離的 氫 ;也就是包還等量的 電子 和 質(zhì)子 的等離子。IGM的密度被認為是 宇宙平均密度 的10至100倍(每立方米擁有10至100顆氫原子)。在富 星系團 內(nèi)的密度高達平均密度的1000倍時。

  星系際介質(zhì)被認為主要是電離氣體的原因是以地球的標準來看,它的溫度被認為是相當高的(雖然有些地區(qū)以天文物理的標準來看只是溫暖)。當氣體由 空洞 進入星系際介質(zhì),它被加熱至10 K 到 10K,這是足夠讓氫原子在碰撞時被撞出的 電子 成為 自由電子 ,像這種溫度的星系際介質(zhì)被稱為溫熱星系際介質(zhì)(WHIM)。電腦的模擬顯示,在宇宙中約有一半的原子物質(zhì)可能存在于這種溫熱、稀薄的狀態(tài)。當氣體從溫熱星系際介質(zhì)的纖維狀結(jié)構(gòu)進入星系團的宇宙斯狀結(jié)構(gòu)的界面時,它的溫度會升得更高,溫度可以達到10K或更高。

   星系 一詞源自于 希臘文 中的galaxias(γαλαξα),廣義可以是由無數(shù)的 恒星系 (當然包括 恒星 的自體)、塵埃(如 星云 )組成的運行系統(tǒng)。指參考我們的 銀河系 ,是一個包含 恒星 、氣體的 星際物質(zhì) 、 宇宙塵 和 暗物質(zhì) ,并且受到 重力束縛 的大質(zhì)量系統(tǒng)。 典型的星系,從只有數(shù)千萬(10)顆恒星的 矮星系 [3] 到上兆(10)顆恒星的 橢圓星系 都有 [4] ,全都環(huán)繞著 質(zhì)量中心 運轉(zhuǎn)。除了單獨的恒星和稀薄的星際物質(zhì)之外,大部分的星系都有數(shù)量龐大的 多星系統(tǒng) 、 星團 以及各種不同的 星云 。

  歷史上,星系是依據(jù)它們的形狀分類的(通常指它們視覺上的形狀)。最普通的是 橢圓星系 , [5] 有著 橢圓 形狀的明亮外觀; 漩渦星系 是圓盤的形狀,加上彎曲塵埃的旋渦臂;形狀不規(guī)則或 異常的 ,通常都是受到鄰近的其他星系影響的結(jié)果。鄰近星系間的交互作用,也許會導致星系的合并,或是造成恒星大量的 產(chǎn)生 ,成為所謂的 星爆星系 。缺乏有條理結(jié)構(gòu)的小星系則會被稱為 不規(guī)則星系 。 [6]

  在可以看見的 可觀測宇宙 中,星系的總數(shù)可能超過一千億(1011)個以上。大部分的星系直徑介于1,000至100,000 秒差距 ,彼此間相距的距離則是百萬秒差距的 數(shù)量級 。星系際空間(存在于星系之間的空間)充滿了極稀薄的 電漿 ,平均密度小于每立方公尺一個 原子 。多數(shù)的星系會組織成更大的集團,成為 星系群 或團,它們又為聚集成更大的 超星系團 。這些更大的集團通常被稱為 薄片 或 纖維 ,圍繞在宇宙中巨大的空洞周圍。

  雖然我們對 暗物質(zhì) 的了解很少,但在大部分的星系中它都占有大約90%的質(zhì)量。觀測的數(shù)據(jù)顯示 超重黑洞 存在于星系的核心,即使不是全部,也占了絕大多數(shù),它們被認為是造成一些星系有著 活躍的核心 的主因。銀河系,我們的 地球 和 太陽系 所在的星系,看起來在核心中至少也隱藏著一個這樣的物體。

特征

 星系大小差異很大。橢圓星系直徑在3300光年到49萬光年之間; 漩渦星系 直徑在1.6萬光年到16萬光年之間;不規(guī)則星系直徑大約在6500光年到2.9萬光年之間。

  星系的質(zhì)量一般在 太陽質(zhì)量 的100萬到1兆倍之間。

  星系內(nèi)部的恒星在運動,而星系本身也在 自轉(zhuǎn) ,整個星系也在空間運動。傳統(tǒng)上,天文學家認為星系的自轉(zhuǎn),順時針方向和逆時針方向的比率是相同的。但是根據(jù)一個星系分類的分布式參與項目Galaxyzoo的觀察結(jié)果,逆時針旋轉(zhuǎn)的星系更多一些。

  星系具有 紅移現(xiàn)象 ,說明這些星系在空間視線方向上正在離我們越來越遠。這也是 大爆炸理論 的一個有力證據(jù)。

  星系在大尺度的分布上是接近均勻的;但是小尺度上來看則很不均勻。例如 大麥哲倫星系 和 小麥哲倫星系 組成雙...

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