星系晕
星系暈是星系的一個擴展的、大致呈球形的分量,它延伸到主要的可見分量之外[1]。星系的幾個不同組成部分構成了它的暈[2][3]:
光暈和星系主體之間的區別在螺旋星系中最為明顯,其中光暈的球形與扁平的星系盤形成鮮明對比。
暈可以通過觀察其對遙遠明亮物體(如類星體)的光線通過的影響來研究,而這些物體在所討論的星系之外的視線範圍內[4]。
星系暈的組成部分
[编辑]星暈
[编辑]星暈是由場星和球狀星團組成的近乎球形的群體。它圍繞著大多數盤狀星系以及一些cD的橢圓星系。星系的恆星質量有一小部分(約1%)存在於星暈中,這意味著它的光度遠低於星系的其它組成部分。
銀河系的星暈包含球狀星團、天琴座RR型變星、低金屬量的恆星和次矮星。在我們的星暈中,恆星往往較老(大多數年齡超過120億年)且金屬含量較低(貧金屬星),但也有觀測到金屬含量與盤星相似的星團暈星。觀測到的銀河系的暈星徑向速度色散約為200公里/秒,低的平均自轉速度約為50公里/秒[5]。銀河系星暈中的恆星形成很久以前就已停止了[6]。
星系冕
[编辑]星系冕是遠離星系中心延伸分布的氣體。它可以通過它發出的不同發射光譜來檢測,顯示存在 21 cm微波線和其它可通過 X 射線光譜檢測到的特徵[7]。
暗物質暈
[编辑]暗物質暈是暗物質的理論分佈,它延伸到整個星系,遠遠超出了其可見成分。暗物質暈的質量遠遠大於星系其它組成部分的質量。它的存在被假設是為了解釋決定星系內物體動力學的引力勢。暗物質暈的本質是目前宇宙學研究的一個重要領域,特別是它與星系的形成和演化的關係[8]。
Navarro-懷特-White剖面是通過數值模擬確定的暗物質暈的密度剖面[9]。它表示暗物質暈的質量密度是的函數,即與銀河系中心的距離:
其中是模型的特徵半徑,是臨界密度(其中的是哈伯常數),和 是一個無量綱常數。然而,不可見的星系暈分量不能無限地以這種密度分佈延伸;這將導致在計算質量時出現發散積分。然而,它確實為所有提供了有限的引力勢。大多數可以進行的測量對外暈的質量分佈相對不敏感。依據牛頓定律定律指出,如果暈的形狀是球形或橢圓形,則在距離星系中心的暈質量,對比距離星系中心比更近的物體不會產生淨引力效應。唯一可以約束的與光暈範圍相關的動態變數是逃逸速度:仍然被引力束縛在星系中,移動最快的恆星物體,可以在暗物質暈外邊緣的質量剖面上給出下限[10]。
星系暈的形成
[编辑]恆星暈的形成自然發生在宇宙的冷暗物質模型中,其中光暈等系統的演化是自下而上的,這意味著星系的大尺度結構是從小物體開始形成的。暈由重子和暗物質組成,通過相互合併而形成。有證據表明,星系暈的形成也可能是由於引力增加和原始黑洞存在的影響[11]。來自暈合併的氣體形成流向星系中心的成分,而恆星和暗物質則留在星系暈中[12]。
另一方面,銀河系的暈被認為來自蓋亞香腸。
相關條目
[编辑]參考資料
[编辑]- ^ OpenStax Astronomy. OpenStax.
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- ^ Maoz, Dan. Astrophysics in a Nutshell. Princeton University Press. 2016. ISBN 978-0-691-16479-3.
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外部連結
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