跳转到内容

椭圆星系

维基百科，自由的百科全书
巨大的椭圆星系ESO 325-4。

椭圆星系是具有近似椭球的形状和平滑、几乎无特征形像的一种星系。它们是爱德温·哈伯在他的哈伯序列和1936年的著作《星云的领域》中描述的三大星系类别之一[1]，另外两种类别是螺旋星系和透镜星系。 椭圆星系（E）、透镜星系（S0）及其大尺度盘和ES星系[2][3][4]，它们是“早期型”星系群的一个子集，具有中等规模的圆盘。 大多数椭圆星系由较老的恒星、低质量恒星和稀疏的星际介质组成，它们往往被大量的球状星团包围。椭圆星系中的恒星形成活动通常很少；然而，当它们与其他星系合并时，可能会经历短暂的恒星形成期[5]。椭圆星系被认为约占室女座超星系团星系成员数量的10-15%，它们不是整个宇宙中占主导地位的星系类型[6]。它们被发现更倾向于在星系团的中心附近[7]。

椭圆星系的大小从拥有数千万颗恒星的矮椭圆星系，到超过100万亿颗恒星，主宰其星系团的超巨星系。最初，爱德温·哈伯假设椭圆星系演化成螺旋星系，后来发现这是错误的[8]，然而气体和较小星系的吸积可能会在预先存在的椭球结构周围形成一个圆盘[9][10]。 椭圆星系内发现的恒星平均比螺旋星系中发现的恒星要古老得多[8]。

例子

[编辑]

一般特性

[编辑]
椭圆星系IC 2006[13]。

椭圆星系有几个特性，使其有别于其他类型的星系。它们是球状或卵圆形的星系，缺乏造星气体。此外，星际物质很少（既不是气体也不是尘埃），这导致恒星形成率低，疏散星团很少，年轻恒星也很少；椭圆星系主要由老恒星群体主导，因此呈红色。大型椭圆星系通常有一个庞大的球状星团系统。它们通常有两种不同的球状星团：一种偏红，富含金属，另一种偏蓝，缺乏金属[14]。

影像中的星系是一个巨大的椭圆星系：4C 73.08[15]。

椭圆星系和盘状星系的动力学性质相似，表明它们可能是由相同的物理过程形成的，尽管这仍然存在争议。椭圆星系和核球的光度轮廓都很好地符合塞尔西奇剖面（英语：Sérsic profile），椭圆星系结构参数之间的一系列缩放关系统一了总体[16]。

每个大质量椭圆星系的中心都有一个超大质量黑洞。对46个椭圆星系、20个经典核球和22个伪核球的观测表明，每个星系的中心都有一个黑洞[17]。黑洞的质量与星系的质量密切相关[18]，通过诸如将周围恒星的速度色散与中心黑洞的质量联系起来的M-sigma关系（英语：M–sigma relation）等相关性来证明。

椭圆星系优先出现在星系团和致密的星系群中。

与具有组织和结构的扁平螺旋星系不同，椭圆星系更具三维性，没有太多结构，它们的恒星围绕中心的轨道是有些随机的。

尺寸和形状

[编辑]
武仙座A是一个超巨椭圆星系，也是一个电波星系。图中以粉红色显示的电波瓣直径超过一百万光年。

最大星系是超巨椭圆星系，或cD型星系。椭圆星系的大小和质量差异很大，直径从3,000光年到70多万光年不等，质量从105到近1013太阳质量[19]。这个范围比其它任何类型的星系都要宽得多。最小的矮椭圆星系可能不比典型的球状星团大，但含有大量不存在于星团中的暗物质。这些小星系中的大多数可能与其它椭圆星系无关。

明亮的中心天体是超巨椭圆星系SDSS J142347.87+240442.4，它是MACS J1423.8+2404星系团的主导成员，直径为38万光年[20]。注意引力透镜效应。

椭圆星系的哈伯分类包含一个整数，用于描述星系影像的拉长程度。The Hubble classification of elliptical galaxies contains an integer that describes how elongated the galaxy image is. 分类是由星系的长轴（“a”）与短轴（“b”）的比率决定的：

因此，对于一个“a”等于“b”的球形星系，其数值是0，并且哈伯类型是E0。但自1966年以来，已经知道文献中的极限值是E7了[2]。E4至E7星系是错误分类的透镜状星系，其圆盘与我们的视线成不同角度倾斜。这一点得到了证实：通过光谱观测揭示了它们恒星盘的旋转[21][22]。哈伯认识到，他的形状分类既取决于星系的内在形状，也取决于观察星系的角度。 因此，一些哈伯E0型星系实际上是细长的。

有时人们说椭圆有两种物理类型：具有略微“方形”等厚线的巨型椭圆星系，其形状是由随机运动引起的，在某些方向上比在其它方向上更大（各向异性随机运动）；以及包含圆盘的“圆盘状”一般和矮椭圆[23][24]。然而，这是对命名法的滥用，因为有两种类型的早期星系，有盘的星系和没有盘的星系。考虑到存在具有中等尺度盘的ES星系，可以合理地预期，从E到ES，再到S0星系，它们的大尺度恒星盘具有连续性的在大半径处主导著光线。

矮椭球星系似乎是一个独特的类别：它们的性质更类似于不规则星系和晚期螺旋型星系。 在椭圆光谱的巨大端，有进一步的划分，超出了哈伯的分类。在“gE”巨型椭圆星系之外，还有D星系和cD星系。这些星系与它们较小的兄弟星系相似，但更分散，与位于中心的巨型星系相比，它们所在的星系团可能拥有更大的光晕。

NGC 3597是两个星系碰撞的产物。 它正在演变成一个巨大的椭圆星系。

恒星形成

[编辑]

近年来，有证据表明，早期类型（E、ES和S0）星系中有合理比例（〜25%）的剩馀气体储层[25]以及低程度的恒星形成[26]。

赫歇尔太空天文台的研究人员推测，椭圆星系中的中心黑洞会维持气体冷却到足以形成恒星的程度[27]。

相关条目

[编辑]

参考文献

[编辑]
  1. ^ Hubble, E.P. The realm of the nebulae. Mrs. Hepsa Ely Silliman Memorial Lectures, 25. New Haven: Yale University Press. 1936. ISBN 9780300025002. OCLC 611263346.  Alt URL(pp. 124–151)
  2. ^ 2.0 2.1 Liller, M.H. (1966), The Distribution of Intensity in Elliptical Galaxies of the Virgo Cluster. II （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ Nieto, J.-L. et al. (1988), More isotropic oblate rotators in elliptical galaxies （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  4. ^ Graham, A.W. et al. (2016), Disky Elliptical Galaxies and the Allegedly Over-massive Black Hole in the Compact “ES“ Galaxy NGC 1271 (see their Fig.7). （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  5. ^ Pearson, W. J.; Wang, L.; Alpaslan, M.; Baldry, I.; Bilicki, M.; Brown, M. J. I.; Grootes, M. W.; Holwerda, B. W.; Kitching, T. D.; Kruk, S.; van der Tak, F. F. S. Effect of galaxy mergers on star-formation rates. Astronomy & Astrophysics. November 2019, 631: A51. Bibcode:2019A&A...631A..51P. arXiv:1908.10115 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361/201936337. 
  6. ^ Loveday, J. The APM Bright Galaxy Catalogue.. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. February 1996, 278 (4): 1025–1048. Bibcode:1996MNRAS.278.1025L. arXiv:astro-ph/9603040 可免费查阅. doi:10.1093/mnras/278.4.1025 可免费查阅. 
  7. ^ Dressler, A. Galaxy morphology in rich clusters – Implications for the formation and evolution of galaxies.. The Astrophysical Journal. March 1980, 236: 351–365. Bibcode:1980ApJ...236..351D. doi:10.1086/157753 可免费查阅. 
  8. ^ 8.0 8.1 John, D. (2006). Astronomy: The definitive guide to the universe. Bath, UK: Parragon Publishing., p. 224-225
  9. ^ Dekel, A., et al. (2009), Cold streams in early massive hot haloes as the main mode of galaxy formation （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  10. ^ Stewart, Kyle R., et al. (2013), Angular Momentum Acquisition in Galaxy Halos
  11. ^ The Event Horizon Telescope Collaboration. First M87 Event Horizon Telescope results. IV. Imaging the central supermassive black hole (PDF). The Astrophysical Journal. 2019, 875 (1): L4. Bibcode:2019ApJ...875L...4E. ISSN 2041-8213. S2CID 146068771. arXiv:1906.11241 可免费查阅. doi:10.3847/2041-8213/ab0e85 可免费查阅. 
  12. ^ Jeffrey, K. These are the first pictures of a black hole — And that's a big, even supermassive, deal. Time. 10 April 2019 [10 April 2019]. （原始内容存档于2021-01-10）. 
  13. ^ Elliptical galaxy IC 2006. www.spacetelescope.org. ESA/Hubble. [21 April 2015]. 
  14. ^ Hixenbaugh, Kyle; Chandar, Rupali; Mok, Angus. The Ancient Globular Clusters of NGC 1291. The Astronomical Journal. 2022, 163 (6): 271. Bibcode:2022AJ....163..271H. S2CID 248853311. arXiv:2205.14047 可免费查阅. doi:10.3847/1538-3881/ac680d 可免费查阅. 
  15. ^ [email protected]. Galactic fireflies. www.esahubble.org. [2024-09-12] （英语）. 
  16. ^ Graham, A.W. (2013), Elliptical and Disk Galaxy Structure and Modern Scaling Laws
  17. ^ Kormendy, John; Ho, Luis C. Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 18 August 2013, 51 (1): 511–653. Bibcode:2013ARA&A..51..511K. ISSN 0066-4146. S2CID 118172025. arXiv:1304.7762 可免费查阅. doi:10.1146/annurev-astro-082708-101811. 
  18. ^ Graham, A.W. (2016), Galaxy Bulges and Their Massive Black Holes: A Review （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  19. ^ Fraknoi, Andrew; Morrison, David; Wolf, Sidney C. Open Stax Astronomy. 13 January 2017 [2 February 2017]. （原始内容存档于2018-02-11）. 
  20. ^ Your NED Search Results. ned.ipac.caltech.edu. [8 May 2023]. 
  21. ^ Graham, A.W. et al. (1998), Extended stellar kinematics of elliptical galaxies in the Fornax cluster （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  22. ^ Emsellem, E. (2011), The ATLAS3D project – III. A census of the stellar angular momentum within the effective radius of early-type galaxies: unveiling the distribution of fast and slow rotators （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  23. ^ Pedraz, S. et al. (2002), Evidence of fast rotation in dwarf elliptical galaxies （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  24. ^ Toloba, E. et al. (2015), Stellar Kinematics and Structural Properties of Virgo Cluster Dwarf Early-type Galaxies from the SMAKCED Project. III. Angular Momentum and Constraints on Formation Scenarios （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  25. ^ Young, L. M.; et al. The Atlas3D project – IV: the molecular gas content of early-type galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. June 2011, 414 (2): 940–967. Bibcode:2011MNRAS.414..940Y. S2CID 119267988. arXiv:1102.4633 可免费查阅. doi:10.1111/j.1365-2966.2011.18561.x 可免费查阅. 
  26. ^ Crocker, A. F.; et al. Molecular gas and star formation in early-type galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. January 2011, 410 (2): 1197–1222. Bibcode:2011MNRAS.410.1197C. S2CID 54764264. arXiv:1007.4147 可免费查阅. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17537.x 可免费查阅. 
  27. ^ Red And Dead Galaxies Have Beating Black Hole 'Hearts', Preventing Star Formation | HNGN - Headlines & Global News. 27 February 2014 [8 May 2023]. （原始内容存档于2017-05-03）. 

进阶读物

[编辑]

外部链接

[编辑]
维基共享资源上的相关多媒体资源：椭圆星系
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=椭圆星系&oldid=88453121”