中科大天文系课件-7．4星系的起源与演化

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1、§7.4星系的起源与演化观看视频：・星系碰撞星系的起源问题与宇宙早期的结构和演化有密切关系。目前流行的看法是，在宇宙大爆炸后的膨胀过程中，由于引力不稳定性而使星系介质凝聚、收缩成原星系，再演化成星系。上世纪二、三十年代时认为，星系的形态序列就是演化序列，有两种不同的看法：①球形变扁，形成旋臂旋臂变松,消失,BP：椭圆旋涡不规则;②不规则由于转动获得轴对称旋涡椭圆现在认为，星系的形态序列并不是演化序列，因为S星系、E星系都具有老年星，而且年龄差不多。并且，质量、扁度等这些量的差别也表明，各种类型的星系不能彼此转化。目前公认的看法是，原始星云在收缩过程中，出现第一代恒星

2、。在原星系的中心区，收缩快、密度高，恒星形成率也高。由于中心区的剧烈弛豫过程，形成旋涡星系的星系核或椭圆星系的整体，星系的自转离心力阻止赤道面（银道面）上的进一步收缩，并造成不同的扁度。气体的随机运动和恒星的辐射加热过程使得部分气体未成为星胚，并由碰撞作用而沉向赤道面，形成旋涡星系和不规则星系。星系从形成之初就基本定型并保持下来，不再显著变化，其一生中演化十分缓慢。除因邻近的伴星系的潮汐作用等因素造成物质“桥”、“尾”或剥去星系外围物质，星系结构一般无大变化。NGC2163和NGC2207钱德拉X射线空间天文台拍摄的同一星系照片，显示其核心区域可能存在两个黑洞“车轮

3、”星系(A0035-335)与“入侵者”。但目前还不清楚右边的两个小星系谁是“入侵三个星系的碰撞者”椭圆星系可能由于初始密度大，速度弥散度也较大，恒星形成率一开始就非常高，气体几乎全部用来形成恒星。星系中的恒星是无碰撞的，所以椭圆星系形成后形态基本不变。旋涡星系的第一代恒星诞生率较低，所以有部分气体保留了下来。计算表明，不同的初始密度和初始速度的弥散度，可以形成核球和星系盘之间大小比例不同的星系，这就可以大致解释Sa、Sb、Sc三种次型。不规则星系的恒星诞生率更低，至今尚有较多气体遗留下来。在规则星系团中，物质密度、速度弥散都大，成员中椭圆星系多。不规则星系团中，密

4、度较小，椭星系较少。在富星系团中，旋涡星系少，其中心区域则完全观测不到旋涡星系。旋涡星系主要是场星系或是疏散星系群的成员，反映出那里的密度和速度弥散度都低。