星系大家族:活跃星系的与众不同

科普中国-科学原理一点通 2017-06-01

  为什么把银河系归类为“棒旋星系”

  科学家哈勃根据旋涡星系中有星棒和无星棒的特征,将旋涡星系分为SB和S两类。SB代表在漩涡星系中心有一个棒状的结构,也就是所谓的星棒;而S则代表旋涡星系中没有这个星棒结构。哈勃又根据核球大小将星系分为a、b、c三小类。

天文学家哈勃

  根据哈勃制定的这个标准,科学家把最初的银河系分类为sbc型星系。伏古勒借鉴哈勃的分类,用SA标记没有棒状结构的星系,用SB标记棒状结构,两者之间的星系则用SAB来表示。根据这种分类来看,银河系属于SAB星系,即属于棒状结构的星系,但这种状态并不是特别明显,银河系的核球外还存在一个较弱的气体和恒星组成的类似环状的结构。

  有些星系被称为特殊星系

  所谓特殊星系,就是无论从大小、形状还是构造上,都和正常星系不同的星系。在两个星系之间的相互作用下,形成了特殊星系。特殊星系可能比平常星系具有更多的尘埃和气体,抑或是表面亮度较低,或者具备其他一些特性。特殊星系由于受到宇宙空间的影响,或是同其它星系相遇,所以呈现出一定的不规则性。

  特殊星系还按照一定的光度构成了一个能量序列,其中类星体的能量最大,而正常星系的能量最小,这表明特殊星系的活动现象和其它类星体有着千丝万缕的联系。一般认为特殊星系中剧烈核心活动可能发生在星系形成时,也有可能发生在此后的演化过程中。星系核的爆发,则有可能会加速星系的演化,甚至会破坏星系的外形和结构,继而改变星系的类型。

  所以我们通过研究特殊星系,可以获得很多重要的信息,对探索星系起源和星系演化有着十分重要的意义。

  有些星系特别活跃

  我们的银河系是一个非常安静的星系,每天当太阳落山后,我们的黑夜是十分静谧的。不过在其它星系中,就不会迎来如此安静的黑夜了。即便它们所围绕的恒星进入黑夜,但夜空依然会被来自其它遥远恒星的光芒所照亮。科学家称这种星系为“活动星系”,又叫“星爆星系”。

  “活动星系”就是指那些恒星活动非常剧烈的星系。活动星系一般呈现出蓝色,因为这些星系中有许多大质量的蓝色亮星。这些活跃的蓝色亮星在大约10亿年的时间段形成,在这期间形成恒星的现象就叫做星爆。

赛弗特星系

马卡良星系群

  活动星系的星系核心特征是非常明亮,其光度甚至比整个星系还亮。很多活动星系经常发生快速并且剧烈的光变,光变周期小于1年,这说明星核发射区的尺度很小。如果将星系比作一个操场,那么,星核就像是操场上的一个乒乓球。发现活动星系的历史可以追溯到1943年,当时将活动星系进行了分类,但当时的活动方式比较混乱。最早的时候,科学家们按照发现人的名字进行分类;比如美国天文学家赛弗特发现的一系列活动星系,被命名为赛弗特星系;苏联天文学家马卡良发现的活动星系,被命名为马卡良星系。有的星系则是根据其最早发现的天体名来对其进行命名,例如蝎虎天体,就因此而得名。后来经过科学家研究发现,很多天体其实是属于同一类星系,因此更合理的分类方法,应当是根据星系的特征来分类。例如那些可以射出强电辐射的星系,可以命名为射电星系;那些能够发出强红外辐射的星系,可以命名为红外星系;一些能够发出强大X射线的星系,可以命名为X射线星系;能够观测到表象类似恒星状的星系,可以命名为类星体等。

  星系会发生碰撞和并合

  星系虽然是结构非常稳定的天体,但如果从天文学的时间尺度和跨度来分析,在星系演化过程中,星系之间发生碰撞也是很正常的事情。由于星系中各种物质分布的比较稀疏,所以星系碰撞也并非我们理解的实体碰撞,而只是一种引力的交互作用。星系之间进行碰撞的结果就是促成星系之间的合并。一旦两个星系发生碰撞,引力较小的一方就会慢慢地倒向对方,并最终合并为一个星系。或者,参与碰撞的两个星系中,一个星系比另一个星系大很多,大星系在碰撞后还能够保持原样,而小星系则会被撕裂或合并,成为大星系的一部分。

  作者:杨冀鲁

  审校:李志洪

责任编辑:xujinghui

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