星系:类型、结构与演化

棒旋星系

取一个普通的旋涡星系,在它正中横穿一条由恒星组成的直棒,于是旋臂不再从中央核球长出,而是从这条棒的两端拖曳而出。结果看上去有点像一个长出了卷曲尾巴的发光字母。这就是棒旋星系——旋涡主题中极常见的一种变体,也正是我们银河系本身的类型。

在哈勃序列上,它们占据音叉的下叉齿,标记为 SBa、SBb、SBc,与无棒的 Sa、Sb、Sc 旋涡星系一一对应。这条棒是一长条大致笔直、由恒星集聚而成的结构,其中恒星的轨道排成了拉长的形状,作为一个整体的自转结构绕星系中心扫过。它不是固定的物体,而是一种动力学特征:自转盘中的引力天然就容易形成棒,大多数大型旋涡星系——也许有三分之二,包括银河系——都有一条,从微弱短小到强大显著不等。

棒之所以重要,是因为它们是搬运物质的“引擎”。一条棒就像一支引力桨,把气体向星系中心引导,气体到那里可以引发恒星形成的爆发,或倾泻到中心黑洞上。棒还会重新分配角动量、随时间重塑星系盘,并可能堆积出中央核球。研究哪些星系有棒、棒有多强,有助于天文学家理解盘如何演化、如何在无需外来碰撞的情况下重新安排自己的气体。

NGC 1300 是棒旋星系的典范:一条又长又分明的恒星棒横切星系,两条旋臂干净利落地从棒的两端脱出,而不是从核心本身长出。我们的银河系拥有一条同类型但更朴素的棒。

一条向内输送气体的直恒星棒——旋臂从它的两端拖出。

棒是一个阶段,而非永久的固定结构:在星系的一生中,棒可以形成、增强,甚至消散,因此一个旋涡星系算不算“有棒”会随宇宙时间变化,在暗弱或倾斜的星系中也难以判断。

又称
SB galaxybarred spiral棒旋涡星系棒旋星系