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第14章 宇宙中的星系盘

星系盘概念

星系盘是圆盘星系的一部分,如螺旋星系或透镜星系。星系盘是其中的平面部分,包含有螺旋、棒状和星系的盘状物。星系盘是倾向于比核球和晕有着更多的气体、尘埃和年轻的恒星。它也被注意到,在多数盘状星系盘面都有星系自转问题,即恒星的轨道速度与可见的总质量计算所显示不一致。

星系盘研究

星系盘是规则星系中具有盘状结构的组成部分。规则星系的最常见的形态是一个盘加一个中心核球。这种类型的星(即旋涡星系和棒旋星系)的典型星系盘,直径为104~105光年,厚度则为103光年,质量为109~1011太阳质量。星系盘有旋涡或棒状结构,或既有旋涡又有棒状结构。星系盘的旋涡形式大部分是双旋臂的。

国外科学家丹佛于1942年指出,旋臂可以很好地用对数螺旋线方程式表示。根据科学家林家翘等人提出的密度波理论,这种旋臂不是固定的物质臂,而只是一种密度的波动花样。通常星系盘绕着垂直于它的中心轴线做较差自转,即旋转角速度和离中心的距离有关。

这种关系可以用布兰特公式表示:

ω(r)=A/(1+B3r3)1/2

其中ω是角速度,r是到星系中心的距离,A、B是参数。

星系盘特征

研究表明,星系盘的较差自转对形成和维持盘的准稳结构起着很大的作用。

星系盘中的恒星主要是星族Ⅰ恒星,多半是属于主星序的年轻恒星。盘中还有大量的气体、暗星云和尘埃,亮度随离中心距离增加而减小。大尺度的扁星系盘具有巨大的角动量,它的典型值为1074克·2厘米/秒。星系盘的形成以及它的角动量的来源是一个重要的研究课题。

拓展阅读

圆盘星系是指有着圆盘状的星系,恒星被平铺在圆形的体积内。这些星系的中心可以有,也可以没有像核球的圆盘。

圆盘星系又分为螺旋星系和透镜星系。螺旋星系又包括没有棒状结构的无棒螺旋星系、棒状结构明显的棒旋星系和棒状结构退化的中间棒旋星系等。

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