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星系|为什么星系的形状不同?

星系|为什么星系的形状不同?
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沃尔夫星盘艺术渲染图 ， 沃尔夫星盘是早期宇宙中的一个巨大盘状星系 。
新浪科技讯 北京时间10月22日消息 ， 据国外媒体报道 ， 遥望夜空 ， 你可以看到来自其他无数星系的恒星 。 有些星系和我们的银河系一样 ， 是旋转的蓝色盘状星系；其他则是红色的球状星系或畸形、团状或介于两者之间的星系 。 为什么会如此不同呢？事实证明 ， 星系的形状可以向我们透露该星系漫长一生中发生的故事 。
基本上 ， 星系的形状可以分成两类：盘状和椭圆状 。 加州理工学院的理论天体物理学家卡梅伦·赫默斯说 ， 盘状星系 ， 也叫旋涡星系 ， 形状有点像煎蛋 。 这些星系的中心更接近球体 ， 像蛋黄被气体和恒星（蛋清）包围一样 。 银河系与距离我们最近的仙女座星系 ， 都属于盘状星系 。
理论上 ， 盘状星系始于氢气云 。 引力将这些气体粒子吸引到一起 。 当氢原子越来越接近时 ， 云团开始旋转 ， 总质量开始增加 ， 当然它们的引力也随之变大 。 最终 ， 引力使气体塌陷成一个旋转的圆盘 。 大多数气体位于圆盘边缘 ， 这里也是恒星形成的地方 。 根据NASA的说法 ， 一个多世纪前刚刚证明系外星系存在的埃德温·哈勃 ， 将盘状星系称为晚型星系 ， 因为他猜测盘状星系的形状 ， 意味着它们形成于宇宙历史的后期 。
另一个椭圆星系 ， 被哈勃称为早型星系 ， 顾名思义 ， 它的形成时间更早 。 在澳洲墨尔本斯威本大学研究星系演化的观察天体物理学家罗伯特·巴塞特说 ， 椭圆星系里的恒星 ， 不是像盘状星系里的那样旋转 ， 而是更随机地运动 。 椭圆星系也被认为是星系合并的产物 。 巴塞特说 ， 当两个质量相当的星系合并时 ， 它们各自的恒星开始在引力作用下互相拉拽 ， 扰乱恒星的转动 ， 并形成更随机的轨道 。
当然 ， 也不是每一次合并的结果都是椭圆星系 。 银河系其实也十分古老和庞大 ， 但仍保持着圆盘形状 。 银河系通过吸收比其小得多的矮星系并从宇宙中收集自由气体 ， 来增加自身重量 。 巴塞特说 ， 不过 ， 和银河系同为盘状星系的仙女座星系正直奔着我们的银河系而来 。 所以 ， 或许几十亿年之后 ， 这两个旋涡星系可能会合并 ， 然后每个星系的星盘将抵消对方的旋转 ， 创造出一个更加随机的椭圆星系 。
这些合并不会在一瞬间完成 。 两个星系的合并可能需要数亿甚至数十亿年的时间 。 事实上 ， 一些正在进行中的星系合并速度是如此之缓慢 ， 以至于从我们的角度看上去 ， 它们仿佛是静止的一般 。 巴塞特说：“它们基本上处于完全相同的状态 ， 相对整个人类文明而言 ， 几乎没有改变 。 ”哈勃将这些星系另归为一类——不规则星系 。 观察这些不规则星系 ， “你会发现它们一般处于混乱状态 ， 由多个部分组成 ， ”巴塞特说 ， “不规则星系看起来就像是大型火车残骸一般 。 ”
星系|为什么星系的形状不同?
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这个星系被称为Mrk 820 ， 是一个透镜状星系 。 Mrk 820周围有许多其他类型的星系 ， 从椭圆星系到旋涡星系等等 。
最后是一种不太常见的形状：透镜状星系 。 透镜状星系仿佛是椭圆星系和旋涡星系之间的混合体 。 巴塞特说 ， 可能 ， 当盘状星系耗尽自己的所有气体 ， 并且不能再形成任何新的恒星时 ， 现有恒星之间开始相互作用 。 它们之间的引力拉拽 ， 形成一个看起来像小扁豆的形状——样子有点像椭圆 ， 但仍是旋转的圆盘星系 。
巴塞特说 ， 到目前为止 ， 科学家了解的有关星系以及其3D形状的信息 ， 都是使用数千个2D图像以及依赖其他属性（如星系颜色和运动）推断而来的 。
例如 ， 蓝色的盘状星系更加年轻一点 。 蓝色的恒星一般也更大 ， 燃烧更快、更热（蓝光频率更高 ， 也因此比红光更具活力） 。 与此同时 ， 椭圆星系中有大量古老的恒星（也叫红矮星） ， 这些古老的恒星燃烧就没那么快或者那么炽热 。


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