第140章 文章

    哈勃根据星系的形态把它们分成三大类：椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。

    宇宙中没有两个星系的形状是完全相同的，每一个星系都有自己独特的外貌。但是由于星系都是在一个有限的条件范围内形成，因此它们有一些共同的特点，这使人们可以对它们进行大体的分类。在多种星系分类系统中，天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是应用得最广泛的一种。椭圆星系分为八种类型，按星系椭圆的扁率从小到大分别用e0-e7表示，最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形，原因是很难确定椭圆星系在空间中的角度。旋涡星系分为两族，一族是中央有棒状结构的棒旋星系，用sb表示；另一种是无棒状结构的旋涡星系，用s表示。这两类星系又分别被细分为三个次型，分别用下标a、b、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度。不规则星系没有一定的形状，而且含有更多的尘埃和气体，用irr表示。另有一类用s0表示的透镜型星系，表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。

    星系动力学，又称恒星动力学，是研究恒星系统中物质分布和运动状态的动力学理论。这里所说的恒星系统是指由恒星以及星际气体和星际尘埃所组成的整体。常见的恒星系统是双星﹑聚星﹑星团﹑星协﹑星系以及星系团。

    星系的主要成分是几十亿到几千亿颗．不能只用动力学的方法﹐还必须要用统计的概念和方法。但是﹐星系中的恒星几乎完全没有碰撞﹐其平均自由程比星系直径大得多﹐其弛豫时间比星系的年龄还要长﹐因此不能直接利用统计物理学的方法。这就要求星系动力学一定要有自己独特的方法。

    旋涡星系具有旋涡结构﹐通常有两条明亮的旋臂。这在表面上似乎同较差自转的事实有矛盾。所谓星系作较差自转﹐就是说﹐到星系中心的距离不同﹐自转角速度也不同。里边快﹐外边慢﹐旋臂越转越紧﹐几圈以后就会破坏。四十年代﹐林德布拉德提出了星系密度波理论来解释旋涡结构的存在。他认为旋臂并不是永远由一些固定的恒星组成的“物质臂”﹐而是随著时间的不同因此这里聚集了更多的恒星。反过来﹐聚集的恒星又使得那里的引力势最小。这就是密度波理论的基本思想。林德布拉德计算了单个恒星在星系引力场中的轨道。六十年代以后﹐发展成为用电子计算机对星系进行“数值试验”的方法。从1964年开始﹐林家翘和徐遐生完成了密度波的理论。他们提出了准稳旋涡结构(qsss)假说﹐认为旋涡星系的基态是稳恒的而且是轴对称的﹐同时有一个旋涡形式的摄动迭加在基态之上。他们证明﹐旋涡结构一旦形成就会长期维持下去。他们求出了密度波的色散关系并成功地解释了大量的观测事实﹐同时又在密度波理论的基础上﹐研究了大尺度的星系激波﹐为解释恒星的形成提供了一种可能的机制。