咩野係星系???

我 們 身在本銀河系的盤面，而銀 河 (天河) 就是我們往 本銀河中心方 向所 看 到 的 景象，銀河盤面滿佈塵埃，可見光 波段的視野備受侷限。
以下為本銀 河系的一些主要 性 質：

- 我 們 所處的太陽系是在本銀河系 的一漩渦臂(獵戶臂)上，距銀河系中心約2.5萬光 年。
- 本銀河系的直 徑約為10 萬光年的漩渦 星系(spiral galaxy)，盤面厚約13,000 光年。

本 銀 河系的主要成員有：

銀盤(disk)
包 含 有銀河系中絕大部分的星際 塵埃與氣體，還有游離的氣體等，其中包括有 ：

漩 渦 臂(spiral arms)

星協(Association)
約 10-100 顆恆星一起移動，其中有許 多是O, B型亮星，為不穩定的小星團，最後這 些星都將彼此分開。

開放星團(open cluster)
主 要是年輕的星 ，約100-1000恆星，穩定的聚在一起。

銀核(nuclear balge)
包 含 相當多年輕的熱星，核心部 分的恆星相當擁擠造成星際塵埃的增溫產生， 有很強的紅外線輻射 。核心部分恆星間的距離約800AU，星系中恆星之間的平均距離 約5 光 年。

銀暈(Halo)
包 含 著較冷、低發光強度屬於低 主序星的恆星，還有巨星，最主要是包含有非 常穩定的球狀星團(約 10000-1,000,000個恆星)，這些球狀星團的年齡是與銀河系同壽。 例如：Tucana 47。
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漩 臂 的形成理論

密度波理論

密 度 波-恆星誕生-顯現漩渦臂

銀 河 自轉速度高於密度波，密度 波的後方物質堆積，觸發恆星形成而顯現出漩 臂結構。此一模型與 施工路段附近的行車狀態類 似。

恆星觸 發 機 制
恆 星 誕生-密度波-顯現漩渦臂

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本 銀 河系的起源

與 人 類考古學一樣，利用化石來 追溯人類的生命史，天文學家是利用銀河系的 化石—銀暈上的球狀 星團，來探討銀河系的起源。 球狀星團繞銀核運轉，其軌道為橢圓狀。

恆 星 族群：
本銀河系上的恆星大 概可分為兩大族群

族群I：
金屬含量 豐富，主要是分佈在銀盤上。

年 齡 約從1億年到100億年都有，如太陽， 年輕的恆星，疏散星團。

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星 系 (Galaxies)

星 系 的型態學

現 在 可見的宇宙，可能只是全宇 宙的十分之一。現在可見的星系數目約在一百億 附近，依它們的外觀 大致可分為以下幾類(參考 哈柏音叉圖(Hubble's tuningfork diagram))

註 ： 音叉圖只是星系型態歸類的 方式，絕對不代表他們之間的演化歷程。

橢 圓 星系：

形 狀 是 橢 圓 的 ， 沒 有 可 觀 測 到 的 星 際塵 埃 與 氣 體 ， 缺 少 年 輕 的 亮 星 與漩 渦 臂 ， 絕 大 部 分 的 恆星 都 是 老 而 且 質 量 小 的 恆 星 。

漩 渦 星系：

有 明 顯的盤狀結構與漩渦臂。
近 20% 的 漩臂星系有明顯的棒狀核心 ，或稱為漩棒星系。
銀 核 含有塵埃與氣體。
包 含 有年輕與年老，熱或冷，暗 或暗等各式各樣的恆星，分佈在不同位置。
恆 星 形成的情形非常活躍。

不 規 則星系：

包 含 有 豐 富 的 塵 埃 與 氣 體 ， 與 各 式 各樣 的 恆 星 混 在 一 起 ， 沒 有 明 顯 的核 心 與 漩 渦 臂 。

例 ： 大麥哲倫星雲、小麥哲倫星 雲。
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星 系 的碰撞與相互吞食：(Colliding Galaxies & Galactic Cannibation)

星 系 的碰撞對星系演化有很重大 的影響。

兩 個 星系之間的平均距離(600 KPC) 約為 星系的直徑(30 KPC)的 20倍。所以星系的碰撞應該 是相當頻繁，證據：仙女座大銀河的雙 核心、M51、NGC 3923 、 車輪銀河(Cartwheel Galaxy)、天線銀河(the Antennae)、老鼠銀河(the Mice)。

但 恆 星的碰撞是非常少的，因為 恆星間的距離(4 ly = 4.0*1013 km)比 恆星的直徑(1.2*106 km)多 的107倍。

兩 個 星系的碰撞，其中的恆星並 不直接碰撞，而是由重力的相互作用扭曲了星 系的形狀、塵埃與氣 體的分佈。例如M51 可 以是 兩個小星系相互碰撞，而形成漩渦臂，進而觸發 年輕恆星的形成。

當 兩 星系的碰撞很緩慢時，這兩 個星系將互相吞食而黏成一體，例M 31。

有 跡 象顥示本銀河系曾經吞食其 他小的星系，而且正開始要吞食大、小麥哲倫星雲。
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星系的演化

目 前 最流行的的想法是：星系的 演化由星系的碰撞與相互吞食所主控。

其 概 念如下：

小 星 系的運動會帶走星系之間的 星際物質雲氣，
橢 圓 星系可能是小星系碰撞後黏 在一起的產物，
漩 渦 星系可能是由好此個星系的 交互作用，吞食，掠奪其他星系的星球與雲氣 ，
小 星 系的來源是來自於早期宇宙 的不均勻性。
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星 系 的質量

測 量 鄰近(50 Kpc 以 內) 星系 的旋轉速率曲線，可以求得星系的質量，結果與本銀系 類似，可見物質約佔 總質量的10% ，而有 90% 為 不發光的暗物質。遙遠星系的質量可以用Tulley-Fisher 關係求得 。

常 見 星系的質量

漩 渦 星系：1011 ~ 1012太陽質量

大 型 橢圓星系：1011 ~ 1012太陽質量

不 規 則星系：108 ~ 1010太陽質量

矮 橢 圓星系(dwarf ellipticals)與小 型不規則星系：106 ~ 107太 陽質量



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星 系 的運動

Tulley-Fisher 關 係
1977 年 ， 天文學家Tulley 與 Fisher 發現漩 渦星系的氫21 公 分線 ，因星系自轉而有杜卜勒加寬。由譜 線加寬的程度，可以找 出譜線的位移量Δλ，並求出星系的漩渦臂在視線方 向的速度Vr，

Δλ/λo = Vr/c = Vsin i/c

i 為 觀 測者視線與星系盤面法線的 夾角，由此可以推出漩渦星系的旋轉速率，而 高旋轉速率對應短自 轉週期。由克卜勒定律，可以 知道自轉週期愈短的星系，具有愈高的質量。Tulley 與Fisher 發現 ，(很自然的，不是嗎？) 漩 渦星系的亮度(絕對亮度、光度) 與 自轉速率成正比 ，現在稱為Tulley-Fisher 關 係。

Tulley-Fisher 關 係告訴天文學家，想知道漩 渦星系的光度，只要去量它的旋轉速率。當光 度知道了，可以用距 離模數的關係式找出漩渦星系 的距離。以Tulley-Fisher 關係找 出的距離與I 型 超新 星的距離指標同一級。

哈 伯 定律
幾 乎 所有星系相對於本銀河系都 是遠離的，其遠離的徑向速度可用都卜勒效應 來測量星系的紅位移，進而找出星 系遠離的速度。

1929年 Edwin Hubble得到遠離徑向速度與星系距 離的關係（哈柏定律）

_v = H * d

d 是 以 百萬秒差距(Mpc) 為 單位表星系與 本銀河系的距離，H 是 哈柏常數。哈柏常數 最常引用的值是75 km/sec/Mpc。

哈 柏 定律告訴我們星系是相互遠 離的，也就是宇宙是膨脹的。哈柏定律同時也 是一個很重要的距離 指標，量得星系的遠離速度， 透過哈柏定律可以知道星系的距離。
　

河外星系



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河外星系，簡稱為星系，是位於銀河系之外、由幾十億至幾千億顆恆星、星雲和星際物質組成的天體系統。目前已發現大約10億個河外星系。銀河系也只是一個普通的星系。



星系是受到重力束縛的恆星、星際氣體和塵埃、以及暗物質的大質量系統。典型的星系包含千萬至兆(107 to 1012) 顆恆星，全都環繞著共同的重力中心。除了單獨的恆星和稀薄的星際物質之外，大部分的星系都有數量龐大的多星系統和星團以及各種不同的星雲。大部分星系的直徑距離都在數千至數十萬光年的尺度上，彼此間的距離則為數百萬光年的數量級。.



雖然理論上暗物質大約佔了星系質量的90%，但我們對這些看不見物質的本質了解的很少。一些證據顯示超重黑洞即使不是全部，也存在於絕大多數的星系核心內。



星系際空間，存在於星系之間的空間，充滿了稀薄的等離子，平均密度小於每立方公尺一個原子。估計在可觀測的宇宙中星系的數量超過了一千億個。







位於后髮座的NGC4414是一個典型的螺旋星系，直徑56,000光年，距離6千萬光年。









特徵



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；不規則星系直徑大約在6500光年到2.9萬光年之間。



星系的質量一般在太陽質量的100萬到10000億倍之間。



星系內部的恆星在運動，而星系本身也在自轉，整個星系也在空間運動。



星系具有紅移現象，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。



星系在大尺度的分佈上是接近均勻的；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重星系，它們又和銀河系組成三重星系。







詞源



星系一詞源自於希臘文中的galaxias(γαλαξίας)、kyklos galaktikos，意譯作星空中「奶狀的圓圈」。在希臘神話中，宙斯把他兒子放在一個女神的懷抱中，由女神餵奶。當時女神正在神智不清之狀態，當她一醒來時，知道她正在餵養一個不知名的孩子，結果她把孩子推開，奶汁散佈在星空中，形成星系。







觀測簡史



對我們自己的銀河系和其他星系的調查開始於詹姆斯·畢倪和邁克爾·馬黎·費爾德的報告書：星系天文學(Galactic astronomy )。[1]



在1610年，伽利略使用他的望遠鏡研究天空中明亮的帶狀物，也就是當時所知的銀河，並且發現它是數量龐大但光度暗淡的恆星聚集而成的。在1755年的一篇論文，伊曼紐爾·康得，借鑒更早期由托馬斯·懷特工作完成的素描圖，推測(正確的)星系可能是由數量龐大的恆星轉動體，經由重力的牽引聚集在一起，就如同我們的太陽系，只是規模更為龐大。恆星聚集成盤狀，我們由盤內透視的效果，將會看成一條在夜空中的光帶。康得也猜想某些在夜空中看見的星雲可能是獨立的星系。







羅斯勳爵在1845年的漩渦星系素描圖。在18世紀接近尾聲時，梅西爾完成了梅西爾目錄，收錄了103個明亮的星雲。不久之後，威廉·赫協爾也完成了收錄多達5,000個星雲的目錄。在1845年，羅斯勳爵建造了一架新的望遠鏡，能夠區分出橢圓星系和螺旋星系，他也在這些星雲中找到了一些獨立的點，為康得早先的說法提供了證據。但是，星雲仍未能獲得一致認同是遙遠的星系，直到1920年代早期哈柏使用新的大望遠鏡才獲得確認。哈柏分辨出螺旋星系外圍中單獨的恆星，並且辨認出其中有些是造父變星，因而可以估計出這些星雲狀天體的距離：她們的距離實在太遠，以致不可能是銀河系的一部分。在1936年，哈柏制定了現在被稱為哈柏序列，並仍被使用的星系分類法。 第一位嘗試描述銀河系的形狀和太陽位置的天文學家是威廉·赫協爾，他在1785年小心的計算天空中在不同區域的恆星數目，得到了太陽系在中心的橢圓星系的圖像，這與1920年卡普坦得到的結果非常類似，只是比較小些(直徑大約15,00秒差距)。哈洛·夏普利使用另一種不同的方法，建立在球狀星團的分佈上，得到了一幅完全不同的圖像：一個直徑約70,000秒差距的扁平盤狀，而且太陽在遠離中心的位置上。但兩者的分析都沒有考慮到星際塵埃在銀河盤面上造成的光線的吸收的量；一旦羅伯特·朱利葉斯·莊普勒在1930年經由研究疏散星團確定了這個作用之後，我們現在所認知的銀河系圖樣就浮現出來了。



在1944年，亨德力克·赫爾斯特預言氫原子會輻射出21公分波長的微波，結果在1951年便發現來自星際氫原子的輻射線。這條輻射線允許對星系做更深入的研究，因為他不會被星際塵埃吸收，並且來自他的都卜勒位移能夠映射出星系內氣體的運動。這些觀測導致轉動的假定，分辨出在星系中心的棒狀結構，配合無線電望遠鏡，在其他星系的氫原子也能被追蹤到。在1970年，維拉·魯賓的研究發現星系可見的總質量(恆星和氣體)不能適當的說明星系中氣體的轉動速度。如今星系自轉問題已經用於解釋未能觀察到的大量暗物質。



從1990年代開始，哈柏太空望遠鏡提高了觀測的效益，尤其是，他確認了神祕的暗物質不可能是在星系中的暗弱小天體。哈柏深空視場，對天空的一個區域進行極長時間的曝光，提供了宇宙中可能有多達1,750億個星系的可能證據。在不可見光的光譜偵測技術上的改進(無線電望遠鏡、紅外線攝影機、X射線望遠鏡)，讓人類可以見到連哈柏太空望遠鏡也看不見的其他星系。特別是，對天空中隱匿帶(天空中被銀河系遮蔽的部份)的星系巡天，揭露了相當數量的新星系。









2007-01-11 15:16:50 補充：
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星系係數個星球屬於一個星系