星系:类型、结构与演化
矮星系
如果像银河系这样的巨型星系是城市,矮星系就是村庄——小、暗、常被忽视,数量却多得多。矮星系就是小型星系,恒星从几千颗到几十亿颗不等,远少于大旋涡星系里数千亿颗。它们是宇宙中最常见的星系,尽管暗淡使它们难以被发现。
矮星系有几种与大星系相呼应的类型:矮椭圆星系和更暗的矮椭球星系(光滑、贫气体、年老),以及矮不规则星系(疙疙瘩瘩、富气体、仍在造星)。许多作为卫星星系绕着一个较大星系运行——单是银河系就有数十个已知的矮伴星系,包括麦哲伦云和一群超暗矮星系。一个引人注目的特征是,最小的矮星系似乎几乎全是暗物质:它们的恒星运动速度远快于其微弱星光所能解释的,所以一小撮恒星坐落在一个相对庞大的暗物质晕之中。
矮星系之所以重要,有两大原因。第一,在层级图景中它们是“建筑材料”:大星系靠吞噬矮星系成长,而被撕碎的矮星系留下了我们今天看到、缠绕在星系晕中的恒星流。第二,由于最微小的矮星系如此被暗物质主导,它们是检验暗物质本质的珍贵实验室——而我们观测到的矮星系数量与密度,与简单模拟所预言之间的某些不符(“失踪卫星”和“核—尖”难题),是活跃且坦白说尚未解决的争论。
天炉座矮椭球星系是银河系的一个卫星星系,只含几百万颗恒星,可这些恒星的速度却意味着总质量是恒星本身的几十倍——这有力地表明它由一个看不见的暗物质晕主导。
一小撮恒星乘坐在沉重的暗物质晕之中——宇宙中最常见的星系。
矮星系不是失败的或未成形的星系;它们是货真价实的星系,只是小。球状星团可以含有相近数量的恒星,却不是星系,因为它们缺少矮星系所具有的暗物质晕和恒星年龄的跨度。
又称
另见