星系的分類

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星系分類

      在天文學中，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或哈柏序列。

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哈柏序列
哈柏序列是哈柏在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"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。

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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，恆星的分佈是均勻的。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着，最緊密的是Sa，依序逐漸鬆散（Sc和Sd），字母也代表着核球的光度逐漸減弱。

棒旋星系 (SBa-d)：與漩渦星系有着相似的分類，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）。

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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。

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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

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天文學家改寫哈柏星系分類音叉圖

                               
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由英國牛津大學Michele Cappellari領軍，來自歐洲與北美地區的25位天文學家組成的ATLAS3D巡天計畫團隊，利用位在加納利群島（Canary Islands）拉帕瑪天文台（La Palma）4.2米威廉‧赫歇爾望遠鏡（William Herschel Telescope）上的SAURON光譜儀，觀測並分析鄰近宇宙裡260個星系中的恆星運動，總共花了40個晴夜，才將他們挑選的260個星系全部觀測完成。

經過4年多的奮鬥後，Cappellari等人發現許多原本在哈柏星系分類圖中被分類為橢圓星系（elliptical galaxies）或透鏡狀星系（lenticular galaxies）的早型星系（early-type galaxies），其實應該是與螺旋星系並行的一個分支，這讓原本像是「音叉狀」的哈柏星系分類圖，變成「齒梳狀（comb-like）」，只有少部分確實為橢圓形的星系留在原處，但長度已減短許多，變成是梳子的握柄。這個結果衝擊到星系形成與演化的相關研究，但也給了天文學家一個新的研究線索。


愛德溫‧哈柏（Edwin Hubble）於1936年根據星系的外型予以分類成橢圓星系、螺旋星系（spiral）和棒旋星系（barred-spiral），橢圓星系是與螺旋星系截然不同的星系類型，而棒旋星系則視為螺旋星系的分支，並認為其中有演化上的先後關係，排列後的圖案如同音叉，因此稱為哈柏音叉圖，或稱為哈柏序列；另外還有外型不規則的星系，則未列在此圖中。螺旋星系中的恆星與氣體分佈呈現出明顯的扁盤狀和旋臂特徵，星系自轉速度較快；橢圓星系則缺乏氣體，整個星系像是橄欖球般的橢球體，星系自轉不明顯，通常呈現非軸對稱的外型。

然而，這種僅依靠可見光影像的分類方式並不可靠，尤其是那些薄盤（thin disk）盤面正面對著地球的螺旋星系，和比較圓、但側向地球的橢球狀星系，實在很難分辨。天文學家對於早型星系中是否藏有盤狀結構的問題爭議了數十年之久，這個問題最終僅能依靠星系中的恆星運動狀況來解決；因為薄盤中的恆星繞星系質心公轉的速度，會比圓一點的橢圓星系還快許多，所以從恆星運動狀況就可以決定橢圓星系中是否隱藏有盤面系統。然而這種觀測非常複雜，且需要長時間累積觀測才能得到所需的資料，因此一直到現在，天文學家才有能力進行這項研究。

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上圖是Atlas3D巡天計畫觀測的星系恆星運動速度圖。紅色顯示恆星正在遠離我們，藍色則顯示正在接近我們。快速自轉且類似扁盤狀的星系，其星系中心兩側的紅色與藍色色調會明顯不對稱。

ATLAS3D計畫的新研究結果顯示：橢圓星系和螺旋星系之間的關係比之前認為的還更加密切；超過66%的早型星系並非是橢圓星系或透鏡狀星系，它們其實類似螺旋星系，具有盤面結構，只是星系中的氣體和塵埃比一般「正常的」螺旋星系少得多了。只有少數早型星系的自轉真的很慢，可能是真的橢圓星系。如果這項研究屬實，那麼哈柏音叉圖對星系結構的描述可是錯了很久呢！

相關論文發表在英國皇家天文學會月刊（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society，MNRAS）中。

曹兵

虽然在下不识！不过点相好靓，多谢楼主分享。

thefirstone

多謝分享

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宇宙根本大到你想都想像唔到