椭圆星系NGC1132。这张NGC1132星系的照片是由哈勃高级巡天照相机拍摄的。这个椭圆星系揭示了怎样的星体相遇并聚集能够最终形成星系团。另一种可能性是星系独自形成并散落宇宙各处,同星系群一同发光。椭圆星系是星体的椭圆状聚集,这通常并不能包含太多的星体数量。对椭圆星系的测光研究表明它们是三轴的(三个轴方向上的大小均不同)。
与螺旋星系不同,椭圆星系的角动量很小,因此不同的星系沿不同的方向绕中心旋转,而它们的旋转趋势轨迹也各不相同。通常情况下,椭圆星系包含的星际气体及尘埃很少,并且只包含一小部分二级数量星体。椭圆星系依据椭圆离心率不同被哈勃体系分为E0到E7。因此E0星系像M89那样呈球形,而E6星系像M110和NGC3377那样几乎是雪茄状的。
图解:银河系的银心
宇宙中最大的星系是巨大的椭圆星系。它们包含了超过万亿的星体并且螺旋度达到二百万光年——大约有20倍银河系的距离。这样巨大的星系通常被发现在星系群的中心。例如,巨型椭圆星系M87在室女座星系团中心被发现。
椭圆星系也组成许多宇宙中的小型星系。这些星系被称为侏儒椭圆星系和侏儒球状星系。与普通的椭圆星系相比它们非常弱小,经常在星系团或大型螺旋星系附近被发现。例如,有九个侏儒球状星系像狮子座一号那样作为银河系的卫星。
不规则星系
问你们看见的大型星系中的一小部分并不是两种主要星系类别中的任何一种。不规则星系包罗万象,包含着像麦哲伦星云(大麦哲伦星云和小麦哲伦星云是银河系的两个卫星系)这样的无法确定类型的星系和像NGC1313这样的复杂星系。尽管它们通常由明确数量的气体和很高的星体占有率,但它们的系统中依然存在未知的尘埃。不规则星系通常被发现具有与周边星系的引力作用,也通常以其不规则度考虑计算。
星系演化、作用和吞并
Arp173,一个互相作用的星系的镜头组。Arp273位于仙女座星云,大约与地球距离三亿光年。这张哈勃照片展示了两个相距几万光年的独立星系利用星系间物质产生的稀薄的引力桥梁。稍大的螺旋星系,UGC1810,其中的一个盘状结构被它之下的一个伴生星系,UGC1813,的引力作用扭曲成玫瑰状。较小的那个,在靠近伴生星系的边界处展现出核心结构明显的扭曲趋势,也许是被遇到的星系牵引。星系曾经一度被认为是“宇宙孤岛”,慢慢地自行演化。
图解:根据哈伯分类法,星系的类型E表示椭圆星系,S是漩涡星系,SB是棒旋星系。
如今我们得知事实恰恰相反:星系之间的引力牵引、甚至两个星系的融合、或吞并,都是宇宙中常见的事!我们看到宇宙中激烈的吞并事例,UGC2207和它的伴生星系IC2163以及老鼠星系。这些作用系统通常有着由气体和星体组成的很长的引力尾,这也是由系统间的引力作用产生的。随着吞并,两个星系的气体将落入星系中央,并以令人震撼的速度形成星体。
这些落入的物质也可能在星系中心形成超质量黑洞,黑洞将落入的物质加热到数百万度并将它们通过强大的喷射点喷出。所有这些机理使得吞并中的星系非常耀眼,例如Arp220,几乎成为了宇宙中最闪亮的物体。那么星系吞并后会变成什么呢?实际观察和电脑模拟都表明螺旋星系吞并会形成椭圆星系。原始的螺旋星系中的气体被用来组成从系统中喷出的更重的元素和尘埃,而碰撞产生的能量足以使原始星系的星体轨迹成为球形。不同类型的星系就这样被星系演化和吞并串联起来:螺旋星系演化成椭圆星系,而不规则星系正处于演化成两种类型之一的途中!