天文學(xué)教案第11章

1、第第11章章 星系星系11.1 11.1 星系概況星系概況 1. 1. 對(duì)銀河系的認(rèn)識(shí)：對(duì)銀河系的認(rèn)識(shí)：“宇宙島宇宙島”之爭(zhēng)之爭(zhēng) 2.2.星系的定義星系的定義星系是指由眾多恒星組成的龐大天體系統(tǒng)，是構(gòu)成可觀(guān)星系是指由眾多恒星組成的龐大天體系統(tǒng)，是構(gòu)成可觀(guān)測(cè)宇宙的基本成員測(cè)宇宙的基本成員11.2 11.2 銀河系銀河系 一、銀河系的一、銀河系的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ：銀盤(pán)、銀暈、銀核、旋臂：銀盤(pán)、銀暈、銀核、旋臂 二、銀河系的自轉(zhuǎn)二、銀河系的自轉(zhuǎn) ：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)、開(kāi)普勒轉(zhuǎn)動(dòng)、較差轉(zhuǎn)：剛體轉(zhuǎn)動(dòng)、開(kāi)普勒轉(zhuǎn)動(dòng)、較差轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng) 三、銀河系的質(zhì)量和光度三、銀河系的質(zhì)量和光度 總質(zhì)量總質(zhì)量10101111太陽(yáng)質(zhì)量太陽(yáng)質(zhì)量 累計(jì)

2、光度約為太陽(yáng)光度的累計(jì)光度約為太陽(yáng)光度的2.42.410101010倍倍 四、銀河系核心的活動(dòng)四、銀河系核心的活動(dòng) 估計(jì)有大量暗物質(zhì)估計(jì)有大量暗物質(zhì)五、五、銀河系旋臂銀河系旋臂的旋開(kāi)與旋閉的旋開(kāi)與旋閉 旋臂開(kāi)或閉目前還有爭(zhēng)議旋臂開(kāi)或閉目前還有爭(zhēng)議六、冰期的形成六、冰期的形成 可能和太陽(yáng)系繞銀河系的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)可能和太陽(yáng)系繞銀河系的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)11.3 11.3 河外星系河外星系 銀河系以外的星系統(tǒng)稱(chēng)為銀河系以外的星系統(tǒng)稱(chēng)為河外星系河外星系。 沙普利柯蒂斯大爭(zhēng)論沙普利柯蒂斯大爭(zhēng)論 一、河外星系的分類(lèi)一、河外星系的分類(lèi) 1 1. .哈勃形態(tài)分類(lèi)哈勃形態(tài)分類(lèi)： 橢圓星系橢圓星系 旋渦星系旋渦星系 棒旋星系棒

3、旋星系 透鏡星系透鏡星系 不規(guī)則星系不規(guī)則星系 共共五大類(lèi)五大類(lèi)。 2. 2. 依活動(dòng)與否分類(lèi)依活動(dòng)與否分類(lèi) 正常星系：包括橢圓星系、旋渦星系等正常星系：包括橢圓星系、旋渦星系等 活動(dòng)星系活動(dòng)星系 二、星系的光度和光譜二、星系的光度和光譜 三、星系的結(jié)構(gòu)三、星系的結(jié)構(gòu) 四、河外星系的自轉(zhuǎn)和空間運(yùn)動(dòng)四、河外星系的自轉(zhuǎn)和空間運(yùn)動(dòng) 五、河外射電源和射電星系五、河外射電源和射電星系 六、六、活動(dòng)星系活動(dòng)星系 七、七、星系核的活動(dòng)星系核的活動(dòng) 11.4 11.4 星云星云 指真正云霧狀天體，是銀河系內(nèi)太陽(yáng)系以外一切非恒指真正云霧狀天體，是銀河系內(nèi)太陽(yáng)系以外一切非恒星狀的氣體塵埃星狀的氣體塵埃 一、星云的

4、密度一、星云的密度二、星云的質(zhì)量二、星云的質(zhì)量三、星云的成分三、星云的成分 四、星云的種類(lèi)四、星云的種類(lèi) （1 1）按形狀分：）按形狀分：彌漫星云彌漫星云和行星狀星云和行星狀星云 （2 2）按發(fā)光的性質(zhì)分：發(fā)射星云、反射星云、暗星云）按發(fā)光的性質(zhì)分：發(fā)射星云、反射星云、暗星云11.511.5星系團(tuán)和總星系星系團(tuán)和總星系一、雙重星系和多重星系一、雙重星系和多重星系二、星系群和二、星系群和星系團(tuán)星系團(tuán)三、總星系目前我們認(rèn)識(shí)的宇宙三、總星系目前我們認(rèn)識(shí)的宇宙11.611.6星系的起源和演化星系的起源和演化一、銀河系的起源和演化一、銀河系的起源和演化二、河外星系的起源和演化二、河外星系的起源和演化1.

5、1.星系的起源星系的起源: : 引力不穩(wěn)定假說(shuō)引力不穩(wěn)定假說(shuō) 宇宙湍流假說(shuō)宇宙湍流假說(shuō)2.2.星系的演化星系的演化 復(fù)習(xí)與思考題復(fù)習(xí)與思考題銀河和銀河系有何區(qū)別？銀河和銀河系有何區(qū)別？太陽(yáng)在銀河系中的位置是如何確定的？太陽(yáng)在銀河系中的位置是如何確定的？銀河系的結(jié)構(gòu)如何？它是怎樣旋轉(zhuǎn)的？銀河系的結(jié)構(gòu)如何？它是怎樣旋轉(zhuǎn)的？銀河系的核心是如何活動(dòng)的？旋臂是怎樣運(yùn)動(dòng)的？銀河系的核心是如何活動(dòng)的？旋臂是怎樣運(yùn)動(dòng)的？河外星系如何分類(lèi)？河外星系如何分類(lèi)？河外星系是如何運(yùn)動(dòng)的？河外星系是如何運(yùn)動(dòng)的？何謂總星系？它與宇宙有何區(qū)別和聯(lián)系？何謂總星系？它與宇宙有何區(qū)別和聯(lián)系？銀河系是怎樣起源和演化的？銀河系是怎樣起

6、源和演化的？河外星系是怎樣起源和演化的？河外星系是怎樣起源和演化的？什么叫引力不穩(wěn)定假說(shuō)？什么叫宇宙湍流假說(shuō)？什么叫引力不穩(wěn)定假說(shuō)？什么叫宇宙湍流假說(shuō)？進(jìn)一步討論題進(jìn)一步討論題從光學(xué)的宇宙到全波段看到的宇宙所獲得的信息，從光學(xué)的宇宙到全波段看到的宇宙所獲得的信息，闡述人類(lèi)對(duì)星系的認(rèn)識(shí)過(guò)程。闡述人類(lèi)對(duì)星系的認(rèn)識(shí)過(guò)程。The galaxy NGC 253 不同波段獲取的銀河系信息不同波段獲取的銀河系信息銀河銀河 （銀河系的投影）（銀河系的投影）沙普利柯蒂斯關(guān)于銀河系和河外星系的大爭(zhēng)論沙普利柯蒂斯關(guān)于銀河系和河外星系的大爭(zhēng)論 1920年，在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院，柯蒂斯與沙普利的兩種不同觀(guān)點(diǎn)正式交鋒 192

7、3年，威爾遜山天文臺(tái)建成了2.5米口徑的天文望遠(yuǎn)鏡，哈勃利用它在仙女座星云外緣找到一顆造父變星，根據(jù)其周光關(guān)系，他推斷出該星的距離為15萬(wàn)秒差距（實(shí)際為80萬(wàn)秒差距），比沙普利的銀河系要大得多。 哈勃的研究表明，仙女座大星云是一個(gè)河外星系，從而結(jié)束了河外天體是否存在的辯論，使天文學(xué)家的研究領(lǐng)域邁出了銀河系。The spiral galaxy NGC 6946 （螺旋星系NGC6946)left The galactic center at infrared wavelengths (紅外波段星系中心）right The galactic nucleus at infrared waveleng

8、ths （紅外波段星系核）The galactic nucleus （星系核）（星系核）left The Andromeda Galaxy （仙女座星系（仙女座星系 。也叫：。也叫：M31 或或 NGC 224)）right Cepheid variables in the Andromeda Galaxy Various spiral galaxies （不同的螺旋星系）（不同的螺旋星系）The Sombrero Galaxy (草帽星系。也叫草帽星系。也叫 M104 或或 NGC 4594) 不規(guī)則星系Various barred spiral galaxies（棒狀漩（棒狀漩渦星系）渦星

9、系） （SBa，SB b， SBc）Various elliptical galaxies （不同的橢圓星系）（不同的橢圓星系） left A giant elliptical galaxy (大橢圓星系)right A dwarf elliptical galaxy (小橢圓星系)星系團(tuán)星系團(tuán)The quasar 3C 48 （類(lèi)星體（類(lèi)星體3C48）The exploding galaxy NGC 1275 (also called 3C 84) （爆發(fā)星系（爆發(fā)星系NGC1275，也叫，也叫3C84）A colliding pair of galaxies with “antennae” （天線(xiàn)碰撞星系）（天線(xiàn)碰撞星系）A simulated collision between two galaxies（兩星系間碰撞模擬（兩星系間碰撞模擬 ）左左 The peculiar galaxy NGC 5128 (also called Centaurus A)特殊星系特殊星系NGC5128，也叫人馬座，也叫人馬座 A星系）星系）右右 An X-ray image of NGC 5128 NGC5128X射線(xiàn)圖射線(xiàn)圖The core and jet of M87 （M87的核