普通天文學1第七章銀河系與河外星系啊，銀河，真象天國的河在緩緩流淌，又如美人的肌膚發著幽光。

------歸勞默·阿波里納瑞普通天文學2布賴斯峽谷上空的銀河普通天文學3黃道光vs.銀河普通天文學4毛那基峰上空的銀河全景圖普通天文學5跂彼織女,終日七襄,雖則七襄,不成報章睆彼牽牛,不以服箱

《詩經·小雅·大東》普通天文學6織女星

牛郎星普通天文學7赫歇爾威廉·赫歇爾爵士，（1738－1822），英國天文學家及音樂家，曾作出多項天文發現，包括天王星等。被譽為“恒星天文學之父”普通天文學8銀河系結構§7.1銀河系普通天文學9普通天文學10

銀河系的旋臂的密度波解釋普通天文學11銀河系的形成普通天文學12一、河外星系的發現1750年，英國教士賴特提出銀河是恒星系統。1755年，康德指出旋渦星云的扁平形態是由于轉動引起的，它們是和銀河類似的“宇宙島”（islanduniverses)§7.2河外星系普通天文學13星云的觀測1781年法國天文學家CharlesMessier發表了包含110個星云（其中40個實際上是星系）的TheMessierCatalogue。

1800年英國天文學家WilliamHerschel發表包含2500個天體的星表。

1864年JohnHerschel發表TheGeneralCatalogueofNebulaeandClustersofStars,后來演變為包含超過10,000個星系的NewGeneralCatalogue.

如仙女星系：M31,NGC224.普通天文學14TheGreatDebate1920年沙普利-柯蒂斯關于宇宙尺度的大辯論辯論焦點(1)“旋渦星云”的距離是多遠？(2)“旋渦星云”是恒星系統還是氣體云？HarlowShapleyHeberD.Curtis“旋渦星云”是銀河系內氣體云，銀河系就是整個宇宙。宇宙是由無數類似銀河系的星系構成的，“旋渦星云”實際上是星系。普通天文學15哈勃(E.Hubble)：河外星系的存在觀測仙女座“星云”中的一顆周期約一月的造父變星，發現它距離地球90萬光年（實際是200萬光年）。

說明仙女座“星云”在銀河系之外普通天文學16

仙女座大星云-M31普通天文學17星系：由106到1012顆恒星，星際氣體和星際塵埃，暗物質等組成的集合體。它們由于引力的束縛作用而聚集在一起。普通天文學18二、星系的哈勃分類根據星系形態的不同，哈勃首先提出星系可以分為橢圓星系、透鏡狀星系、旋渦星系、棒旋星系和不規則星系5種類型，稱為哈勃分類。

哈勃音叉圖普通天文學19E1–M87E5–M59E6–NGC33771.橢圓星系（E）普通天文學20側視旋渦星系2.旋渦星系（S）普通天文學21NGC1232NGC891普通天文學22草帽星系M104（Sa）普通天文學23不同波段的旋渦星系M81

光學中紅外遠紅外X射線紫外射電普通天文學24S0Galaxy3.透鏡狀星系（S0）普通天文學254.棒旋星系（SB）普通天文學26NGC2363(irr)5.不規則星系（irr）普通天文學27旋渦/棒旋星系(S,SB)

橢圓星系(E)不規則星系(Irr)由恒星和氣體構成的扁盤（包含旋臂和核球）和星系暈。棒旋星系的核心有棒狀結構球形或橢球形，除中心核區外無其他結構無明顯結構盤包含年輕和年老的恒星，暈只有年老的恒星只有年老的恒星包含年輕和年老的恒星盤包含大量氣體和塵埃，暈中的氣體和塵埃很少沒有或很少氣體和塵埃富含氣體和塵埃旋臂中有恒星形成過程近1010

yr沒有明顯的恒星形成過程強烈的恒星形成過程盤中的恒星和氣體繞星系核心作圓軌道運動，暈中的恒星繞繞星系核心作無規則軌道運動恒星繞繞星系核心作無規則軌道運動恒星和氣體作無規則運動普通天文學28

1929年，哈勃根據24顆已知距離和譜線紅移的旋渦星系，確定河外星系的視向速度和距離之間有線性關系：

V＝HD（哈勃定律）

其中哈勃常數H＝72±7kms-1Mpc-1

宇宙中的星系都在以最高可達幾分之一光速的巨大速度相互分離。即，宇宙是膨脹的三、星系的紅移普通天文學29普通天文學30星系越遠，視向速度（退行速度）越大普通天文學311842年，奧地利物理學家多普勒發現

波源和觀測者的相對運動會使觀測到的波的頻率發生變化，這種現象稱為多普勒效應。由于多普勒效應產生的紅移即多普勒紅移普通天文學32在多普勒紅移時，

z＝/0=v/c(v<<c)

其中，v是源相對與觀測者在視線方向上的速度，c是光速

狹義相對論中，普通天文學33普通天文學34根據哈勃定律，河外天體的退行速度

v＝HD則宇宙學紅移（由宇宙膨脹引起的星系的譜線紅移）

z＝/0=v/c＝HD/c

因此宇宙學紅移正比與天體的距離D，天體越遠，紅移越大。普通天文學35當z>0.2時，不能使用經典的多普勒公式，必須使用(狹義)相對論性的多普勒公式普通天文學36HST上圖為HST結構圖;下圖A,B,C,D為其在軌道上的不同狀態。普通天文學37星系的大小變化很大：不規則星系，只有銀河系的1％－25％；巨橢圓星系，銀河系大小的5倍；矮橢圓星系，銀河系大小的1％四、星系的質量普通天文學38星系的質量是描述星系的最重要物理量之一。并且關系到宇宙整體的密度。星系質量范圍跨度很大，從105M⊙的矮星系，一直到1013M⊙以上的巨橢圓星系

(銀河系質量1.4x1011M⊙)。普通天文學39正常漩渦星系與橢星圓系質量~1011-1012M⊙不規則星系質量~108-1010M⊙矮橢圓星系質量~106-107M⊙星系團質量~1013-1014M⊙測量結果：普通天文學40星系中的暗物質漩渦星系的自轉曲線→引力質量比可見質量大3-10倍。星系團的引力質量大約是可見質量的10-100倍。宇宙中23%以上的質量來自暗物質.普通天文學41§7.3活動星系活動星系也叫特殊星系，又可叫活動星系核。普通天文學42活動星系核的特點和分類：星系普遍存在著活動現象（爆發，激波，吸積，噴流，大量恒星產生等）。絕大多數活動規模很小，輻射大部分由恒星發出，主要在光學波段，物理過程處于熱平衡狀態—正常星系。少部分活動激烈，含有大量非恒星物質，輻射遍布全波段，具有非熱輻射性質，物理過程遠非熱平衡和引力平衡—活動星系普通天文學43活動星系—星系中存在著激烈的物理過程，如激波、噴流和恒星爆發等，同時伴隨著在各種電磁波段的巨大的能量釋放。

普通天文學44所有這些激烈的物理過程主要是集中在星系的核心，或者是由核心引發的。通常也稱這類星系為活動星系核（ActiveGalacticNuclei,簡稱AGN）只要不是專門討論活動星系本身的結構，兩者之間不再嚴格加以區分普通天文學45

1918年（美）柯蒂斯（Curtis）發現星“云”M87的光學噴流普通天文學46普通天文學47SeyfertNGC5548normalgalaxyNGC3277普通天文學48活動星系核的共同特點有比正常星系更亮的致密核區活動星系核往往在所有的電磁波段都有著極高的輻射。一個類星體的輻射光度可以達到普通星系的103—4倍。考慮到活動星系核的尺度非常小，在如此大密度的情況下，中心體只能是由黑洞組成的。對于一個中等光度的活動星系核。要產生如此高的能量，這個黑洞每年要消耗一個太陽質量的物質。

（若一個普通的類星體距離我們和織女星一樣遠的話，它將比太陽還亮100倍）普通天文學49主要表現為非恒星的連續譜（如射電、光學、X射線波段等）輻射范圍覆蓋全波段，有比正常星系更強的高能輻射存在原子和離子的發射譜線連續譜和發射線的強度、偏振和譜形可以有不規則光變（有的幾小時到幾天，有的1年到幾年）大部分有噴流現象普通天文學50活動星系核目前還缺乏一個統一、嚴格的定義。從觀測角度，凡屬活動星系核都具有這些觀測特征中一部分。一般來說，具有以上全部或部分特征的星系就稱做活動星系(核)普通天文學51活動星系核定量的定義：

從一個半徑不到0.1pc的核區，能夠持續發出能量W>1038erg/s。其連續輻射從1MeV到100m，大部分呈冪律譜形式。這類天體統稱為活動星系核（AGN）。普通天文學52活動星系核的分類：

AGN的分類目前沒有統一的標準。

在文獻中有各種各樣的名稱。這些名稱往往從不同的觀測特性出發而定名的，因此各類型之間會相互交叉。

普通天文學53Quasar

（專指具有強射電輻射的類星體）QSO（Quasi-StellarObject）類星體

Seyfert1塞佛特星系1型

Seyfert2塞佛特星系2型

Seyfert1.95塞佛特星系1.95型

SRG強射電星系

NLRG具有窄發射線的射電星系

BLRG具有寬發射線的射電星系NgalaxyN星系（有亮核的橢圓星系）普通天文學54BLAZAR閃偏星系OVV具有激烈光變的星系,多指類星體HPQ具有高偏振的類星體BLLac蝎虎座BL型天體核HⅡ區核具有HⅡ發射線特征的星系LINER低電離窄發射線區Starburstgalaxy星暴星系Warmer具有強紅外輻射的星系強IRAS源具有強紅外輻射的星系MAGN低光度的活動星系核……普通天文學55根據觀測波段，AGN可以分為主要根據射電性質發現的AGN有：射電類星體、強射電星系、弱射電星系、BLAZAR主要根據光學輻射特征確定的AGN有：射電寧靜類星體、Seyfert星系、LINERs，核HII區普通天文學56主要根據紅外性質選出的AGN有：

星暴星系，強IRAS源主要根據X射線性質定出的有：

X射線選類星體、X射線選BLLac、窄線X射線星系普通天文學57光學X射線類星體PKS1127-145普通天文學58引力透鏡

AC114雙類星體具有完全相同的譜與紅移類星體AC114普通天文學59類星體Q0957+561

引力透鏡普通天文學60當引力場源、目標源與觀測者位于同一直線上時，引力透鏡表現為愛因斯坦環。普通天文學61

類星體PG1115+080及其引力透鏡引起的環形像

普通天文學62愛因斯坦環普通天文學63星系的演化活動性降低可供消耗的原料減少類星體射電星系賽弗特星系正常旋渦星系橢圓星系普通天文學64§7.4星系集團普通天文學65大、小麥哲倫云有一個共同的中性H包層，并向銀河系延伸形成麥哲倫流。普通天文學66本星系群(the