其三,星係的類別是如何劃分的?
宇宙中,沒有兩個星係的形狀是完全相同的,每一個星係都有自己獨特的外貌。但是,由於星係都是在一個有限的條件範圍內形成,因此它們有一些共同的特點,這使人們可以對它們進行大體的分類。在多種星係分類係統中,天文學家哈勃於1925年提出的分類係統,是應用得最廣泛的一種。哈勃根據星係的形態,把它們分成三大類:橢圓星係、旋渦星係和不規則星係。橢圓星係分為七種類型,該分類法隻限於從地球上所見的星係外形,原因是很難確定橢圓星係在空間中的角度。旋渦星係分為兩族,一族是中央有棒狀結構的棒旋星係,用SB表示;另一種是無棒狀結構的旋渦星係,用S表示。這兩類星係,又分別被細分為三個次型,分別用下標a、b、c表示星係核的大小和旋臂纏繞的鬆緊程度。不規則星係沒有一定的形狀,而且含有更多的塵埃和氣體,用Irr表示。另有一類用SO表示的透鏡型星係,表示介於橢圓星係和旋渦星係之間的過渡階段的星係。
宇宙中的大部分大星係,都是旋渦星係,其次是橢圓星係,不規則星係占的比重最小。旋渦星係自轉得比較快,其盤麵中含有大量塵埃和氣體,這些物質聚集成能供恒星形成的區域。這些區域發育出含有許多藍星的旋臂,所以盤麵的顏色,看上去偏藍。而在其棒狀結構和中央核球上,稠密地分布著許多年老的恒星。與旋渦星係相比,橢圓星係自轉得非常慢,其結構是均勻而對稱的,沒有旋臂,塵埃和氣體也極少。造成這種局麵的原因,是早在數十億年前,恒星迅速形成時,就已經將橢圓星係中的所有塵埃和氣體消耗完了。其結果是造成這些星係中無法誕生新的恒星,因此橢圓星係中包含的全都是老年恒星。
在宇宙中,約有10億個星係的中心有一個超大質量的黑洞,這類星係被稱為“活躍星係”。類星體也屬於這類星係。
此外,還有一類個子矮小的“矮星係”。這類星係不像大型星係那樣明亮,但其數量非常多。銀河係附近有許多矮星係,其數量比其他所有類型星係之和都多。在鄰近的星係團中,也已發現了大量的矮星係。其中一些形狀規則,多半都含有星族Ⅱ的恒星。形狀不規則的矮星係,一般含有明亮的藍星。
星係的形狀,一般在其誕生之時就已經確定了,此後一直都保持著相對穩定,除非發生了星係碰撞或鄰近星係的引力幹擾。
其四,四大星係的種類。
(1)橢圓星係
橢圓星係,也叫做橢球星係,是河外星係的一種,呈圓球形或橢球形。它的中心區最亮,亮度向邊緣遞減,對距離較近的,用大型望遠鏡,可以分辨出外圍的成員恒星。同一類型的河外星係,質量差別很大,有巨型和矮型之分。其中以橢圓星係的質量差別最大:質量最小的矮橢圓星係和球狀星團相當;而質量最大的超巨型橢圓星係可能是宇宙中最大的恒星係統,質量範圍約為太陽的千萬倍到百萬億倍。橢圓星係的產能效率,遠遠低於旋渦星係。橢圓星係的直徑範圍,是1~150千秒差距。總光譜型為K型,是紅巨星的光譜特征。顏色比旋渦星係紅,說明年輕的成員星沒有旋渦星係裏的多,由星族II天體組成,沒有或僅有少量星際氣體和星際塵埃。在橢圓星係中,沒有典型的星族I天體藍巨星。橢圓星係,根據哈勃分類,按其橢率大小分為E0、E1、E2、E3……E7共8個次型,E0型是圓星係,E7是最扁的橢圓星係。
(2)旋渦星係
具有旋渦結構的河外星係,稱為旋渦星係。在哈勃的星係分類中,用S代表。螺旋星係的螺旋形狀,最早是在1845年觀測獵犬座星係M51時發現的。螺旋星係的中心區域為透鏡狀,周圍圍繞著扁平的圓盤。從隆起的核球兩端,延伸出若幹條螺線狀旋臂,疊加在星係盤上。螺旋星係,可分為正常旋渦星係和棒旋星係兩種。