星系分类 星系起源

星系分类 星系起源 江 发 世 1． 星系定义 在宇宙中，由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。 星球的绕转形式有两种：一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动，如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动；二是两颗星球围绕共同质心相互转动，如地球和月亮组成的地月星系，二者共同围绕地月质心转动。绝大多数星系属于前者。 在宇宙中，有众多的星系，这些星系大小不一，形态各异，有独立星系，有星系之中的星系，有直线运动的星系，有曲线运动并绕中心体转动的星系。 为了研究星系的起源，需要对宇宙中的星系进行分类。 2．星系分类 2.1 哈勃星系分类 美国天文学家哈勃对宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分为三类： （1）、椭圆星系。椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的，图2-1是该类型星系由圆球状星系发展成为椭圆星系的一组照片。 （2）、旋涡星系。旋涡星系在宇宙中也有多种形态，而且也有一个发展演化的过程。一开始从不的形态向规则形态逐步发展演化。图2-2是大熊座里一个开放型的旋涡星系照片，图2-3是一个中间通过星云相连接的有伴星的旋涡星系照片。 （3）、不规则星系。图2-4是一个棒状旋涡星系照片，不规则星系也能逐渐发展演化为规则星系。 图2-1 椭圆星系照片 图2-2 漩涡星系照片 图2-3 有伴星星系照片 图2-4 棒状旋转星系照片 2.2. 本文的星系分类 2.2.1. 独立星系和从属星系 按照星系之间是否有隶属关系，将宇宙中的星系划分为独立星系和从属星系。在宇宙空间中独立运行，它没有环绕中心体旋转，这样的星系叫做独立星系。而环绕中心体运行的星系如太阳系绕银心运转，地月星系绕太阳运转，这样的星系叫做从属星系。 2.2.2 核旋转星系和核不旋转星系 按照中心星是否旋转，划分为核旋转星系和核不旋转星系。在宇宙中独立星系它的核有的旋转有的不旋转。而从属星系它的核都是旋转的。 2.2.3. 直线运动星系和曲线运动星系 按照星系运行的轨迹，划分为直线运动星系和曲线运动星系。在宇宙空间中，那些独立星系在主星带领下按照主星形成时的射线方向在宇宙空间内进行直线运行。有的星系如从属星系则是绕着主星进行曲线运行。 2.2.4. 系内星系和宇宙星系 按照星系所在的空间位置，划分为系内星系和宇宙星系。凡是在星系内运动的星系叫做系内星系；凡是在星系外宇宙空间里独立运动的星系叫做宇宙星系。 2.2.5. 年老星系和年轻星系 按照星系形成的年龄，划分为年老星系和年轻星系。凡是那些在宇宙空间中或在星系内部形成时间比较长年龄大的星系叫做年老星系，年老的星系大都已演化成为比较规则的星系；在宇宙空间或在星系内部有的星系刚刚形成或形成不久，这样的星系叫做年轻的星系，年轻的星系大都呈不规则状态。 2.2.6. 中心式星系和伴星式星系 按照星系中星球的关系，划分为中心式星系和伴星式星系。由众小质量星球绕大质量星球运动所组成的星系叫做中心式星系，如太阳系、银河系等；由两颗星球互绕二者中心质点运动所组成的星系叫做伴星式星系，如地球和月亮所组成的地月星系。 3．星系的一些特征 太阳系是地球所在星系，人类对太阳系的观察和研究最多。 太阳系是由行星、小行星、彗星等天体绕中心星球太阳旋转所组成的绕转运动组合体。在太阳系中有系中系，如行星和卫星所组成的行星系，卫星和绕其转动的子卫星所组成的卫星系，等等。 太阳系还具有以下一些特征： 3.1 绕转星球轨道形状 绕太阳公转的星球轨道形状为：近圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在太阳系中，水星、金星、地球、火星等，它们的绕太阳公转轨道形状为近圆形，而外围的其它星球公转轨道为椭圆形。太阳系的彗星公转轨道为椭圆形、抛物线形和双曲线形，图3-1是太阳系模式示意图，图3-2是彗星轨道示意图。 图3-1 太阳系模式图 图3-2 彗星轨道示意图 3.2. 绕转星球公转方向 绕太阳公转的星球，九颗行星都为逆时针方向公转，而有些彗星如哈雷彗星为顺时针方向绕太阳公转。 3.3. 绕转星球自转方向 太阳系的金星自转方向为顺时针，而其它八颗行星都为逆时针方向自转并同公转方向相同。 3.4. 绕转星球在太阳周围的分布 太阳系的九颗行星公转轨道面都在太阳赤阳面两侧附近，而彗星的公转轨道面从太阳两极到太阳赤道各纬度都有分布。图3-3是彗星轨道倾角即在太阳周围不同纬度的分布图。 、 图3-3 彗星在太阳周围分布示意图 3.5. 绕转星球的姿势 地球是倾斜在轨道上自转，天王星是躺着在轨道上自转，其它几颗星球为直立或倾斜着自转。 3.6. 太阳系内的星系 由彗星和行星绕太阳旋转所形成的太阳系的上述五个特征，对于由卫星绕行星旋转所形成的行星系来说基本相同。 4．星系起源 4.1 模拟试验 一个太阳系起源理论或叫假说不仅能解释太阳系的特征，而且也能解释行星系和其它星系的特征。 为了研究太阳系的成因和解释太阳系的特征，用一块磁铁和一个小铁球，做一下试验： 4.1.1. 试验一 小铁球用线吊起来挂在空中不动，将用线吊着的磁铁块和小铁球在一个水平面上，磁铁块在小铁球的西面，由北向南运动，如图4-1。 试验结果如下(见图4-2)： 当两者相距适当的运动距离，如果磁铁块运动速度慢，在靠近小铁球时，小铁球就被磁铁块吸了去(图4-2A)；当磁铁块以适当的速度运行时，小铁球就会沿着一个近圆形轨迹绕磁铁块转动(图4-2B)；当磁铁块以较快的速度从小铁球一侧通过时，小铁球就是一个抛物线弧形或双曲线弧形从磁铁块一侧运动过去（图4-2C）。同时小铁球也产生如图E方向的自传。 图4-1 磁铁快从铁球西侧运动示意图 图4-2 试验一结果示意图 4.1.2. 试验二 如同试验一，不同的是：让磁铁块在小铁球的东侧由北向南运动，如图4-3。 图4-3 磁铁快从铁球东侧运动示意图 试验结果如下： 公转和自传方向就完全反向了。 4.1.3. 试验三 如同试验一，不同的是，让小铁球沿F方向自传，然后磁铁块在小铁球西侧由北向南运动，如图4-4。 图 4-4 试验三模拟试验结果示意图 试验结果如下： 小铁球仍然沿F方向转动，只是自传速度变慢了。 4.2 太阳系起源与演化解释 太阳系起源于太阳俘获天体形成绕转组合体，绕太阳旋转的各种天体都是太阳俘获的。各颗行星和彗星也是太阳俘获的，或俘获该星，或俘获其核，由其核再俘获物质发展为现在的星。 （1）、绕太阳公转轨道形状的成因 太阳系成员的轨道形状由进入太阳系时的相对速度和相对距离决定。进入太阳系轨道的星球速度小了，就“掉”进太阳了；速度正好，其轨道形状为近圆形；其速度大一点，轨道形状为椭圆形；如果速度再大一点，其轨道形状就成为抛物线形或双曲线形。 （2）、太阳各纬度都有星球分布的成因 在宇宙中运行的天体，它可以从各个方向和各种角度飞近太阳的身边并被太阳俘获。因此在太阳四周都有星球分布。 （3）、 行星集中在太阳赤道附近的成因 是太阳系演化的结果。 （4）、星球直立、倾斜和躺在轨道运行的成因 在轨道上直立自转的行星，它们是沿太阳赤道切线方向运行被太阳俘获的。 倾斜在轨道上自转的行星，它们是沿与太阳赤道面呈夹角方向运行被太阳俘获的。 横躺在轨道上自转的天王星，是在沿垂直太阳轴运行被太阳俘获的。 （5）、星球公转反向（如哈雷彗星）的成因 同向公转的太阳系天体，它们是在同一侧进入太阳系轨道的。公转反向运行的天体，是在太阳的另一侧进入太阳系轨道的。 （6）、星球自转反向的成因 自转反向的金星，说明它在进入太阳系轨道之前就已是顺时针方向自转着的。当它进入太阳系轨道时，所产生的潮汐扭动力小于原来已有的自转力。所以金星仍然保存原来的自转方向，只不过是自转速度已变的特别慢，自转周期特长。 （7）、行星系的成因 行星周围的卫星形成过程同太阳系。而且在卫星的周围可能存在子卫星和孙卫星，小行星和彗星的周围都可以有卫星，都可以形成绕转运动组合体即星系，它们的成因和太阳系的成因一样。 � EMBED CorelDRAW.Graphic.12 ��� � EMBED CorelDRAW.Graphic.12 ��� _1362835621.unknown _1362835622.unknown