盘状星系中星际气体的三维分布

本文从气体动力学的基本方程出发,讨论了在银河系的恒星和气体的总合引力场作用下,星际气体的大尺度三维结构.求出了星际气体空间分布的精确解,用此结果讨论了盘状星系中气体的峰值分布问题.分析了星系翼的一般特征,并具体地计算了银河系中星际气体的等密度曲线,提出了银河翼结构的一些可能趋势.     

具有核球和盘的盘状星系三维质量分布

观测指出,盘状星系有两个主要组成部分,中心椭球和外盘.在早型的以发光天体为主体的盘状星系中,根据光度分布规律可以得到面密度分布.本文根据中心具有核球的盘状星系面密度分布曲线和旋转曲线,用数值方法求解流体力学方程组和泊松方程,得出盘状星系中心区域的三维质量分布和弥散速度分布.结果表明,盘状星系的中心椭球为一高密度区,此区中的恒星或星团与椭圆星系的成员具有近似的动力学特征.这些结果与观测是一致的.     

盘状星系的颜色星等关系

在Sloan数字巡天计划第二批释放的数据中选择了15257个面向的盘状星系,统计研究它们的颜色星等关系．结果表明3个颜色g-r、r-i、r-z均与r波段的绝对星等有紧密的相关关系,即:越亮的星系,颜色越红,而且色指数弥散越小．并且简单讨论了观测到的颜色星等关系对盘状星系的恒星形成历史的约束．     

盘状星系结构与自转统计

通过对57个星系的光学和射电自转曲线等资料的分析,得出如下结论:(1)盘系沿哈勃序列从早型到晚型,其结构和自转等动力学量有系统的变化:星系核球与盘的质量比减小,自转速度达极大点r_m处速度V_m变慢、周期P_m增长,r_m相对于光学Holmberg半径r_H的位置外移,旋臂松卷,星系扁化。(2)星系诸动力学量在各形态型中的弥散与星系质量有关,较大质量星系的v_m和r_m较大,而k=V_m~2/r_m和β=r_H/r_m值较小。(3)潮汐作用也是影响星系动力学状态的重要因素,在同样形态型中潮汐星系有较大的k、β值和较小的r_m值。     

盘状星系形成中的角动量问题

目前的星系形成理论认为，盘状星系由暗晕中的重子物质冷却并坍缩而成。在这一演化图像中，重子物质的角动量及其分布起着关键作用，它直接决定了盘状星系的结构。然而，在盘状星系形成和演化的各种解析、半解析模型及数值模拟中，出现了一系列与角动量有关的问题。其中包括角动量灾变(angular momentum catastrophe)及角动量分布不匹配(mismatch of angulamomentum profile)等。近年来，为解决此类问题，人们进行了大量的研究，引入并建立了各种机制和模型。详细表述了星系形成与演化中两类主要的角动量问题，并系统地综述了目前针对此类问题所提出的各种可能的解决方法和途径。     

盘状星系的大小分布的统计研究

在Sloan数字巡天计划第四批释放的数据中选择了40599个面向的盘状星系,统计研究它们的大小分布.结果表明,面向盘状星系的大小分布在绝对星等区间内,遵从对数正态分布函数.星系的大小与绝对星等紧密相关,即星系越亮,其尺度越大.与文[1]的结果相比, 在相同的绝对星等区间,我们得到的r波段半光度半径要稍高于他们的结果,这主要是因为我们的样本只包括了面向晚型星系,而他们的样本则包括了所有空间取向的晚型星系.     

有限厚度的盘状星系中物质密度的分布

本文对于物质密度沿z方向指数衰减的轴对称盘状星系模型,忽略恒星本动,讨论了物质在星系盘面的投影面密度同星系旋转曲线的关系,得出了对于无限薄盘的Toomre模型的改正公式。结果表明,考虑了星系厚度以后,物质分布比无限薄盘模型更加向中心集中。对银河系中心部分,投影面密度值比Toomre公式给出的密度值约高9%。     

盘状旋涡星系中恒星速度弥散度的研究

本文通过直接积分求出星系对称面上的z方向速度弥散度随r的变化。同时,从三维盘状星系密度波的稳定性讨论推出了径向速度弥散度的变化规律。在太阳附近,理论计算的c_r与c_z值同观测基本符合。当r减小时,C_r/C_z减小;在星系中心,C_r/C_z近于1。     

三维旋涡星系的动力学研究

在三维对数螺线型密度扰动的引力Poisson方程严格解基础上,导出了对称平面(z=0)上三维混合盘密度波的色散关系,并以此讨论了对于不同类型扰动盘的局域稳定性,同时还计算了盘面上密度波的群速度．数值计算表明对数螺线型密度扰动,能比较好地满足扰动密度与扰动势反相位的关系;厚度和旋臂数目的增加有利于盘的稳定,而气体成分将导致盘不稳定;考虑厚度效应,银河系密度波传播的动力学时标与Toomre估计的数值相比将大大延长,至少需要4．17×109年,约占宇宙年龄的三分之一,从而可使以往密度波理论中得出的群速度太大的问题得到缓解．     

一幅新的星系分布的三维天图

一国际天文小组用澳大利亚新南威尔士州英澳望远镜的2°视场(2dF)摄谱仪获得了106688个星系的红移值,从而估算出了这些星系的距离。结合拍摄到的诸星系在天球上的投影,绘制出了这些星系在天空分布的三维图像。     

盘星系动力演化的数值模拟Ⅰ——盘状引力加速度的计算方法

本文提出了计算盘星系引力加速度的网格差分法,给出了三种计算引力加速度的方法。对几种不同的计算引力加速度的方法进行比较的结果指出:修正的九格法是既简便又省机时的有效方法。     

三维盘星系的泊松方程一般形式解

本文在假定盘星系密度扰动的径向分布为汉克尔函数的情况下,利用积分变换,在|k|r》1条件下,求得了泊松方程的一般形式解(通解)。此解可用来更精确地研究盘星系的外围旋臂,把过去得到的星系旋臂图样的精确程度提高一步。     

当星系“邂逅”星系

读者朋友们,你们可曾有过这样的想法：如果平薏们的银河系和另外一个同样大小的星系迎头相撞,会发生什么呢？这确实是可能的!当然最近还不会发生这样的事,所以不必过于担心。     

高红移星系特征与星系环境

本文在星系有偏袒形成的冷暗物质模型框架下,假定星系都在红移～5时形成,研究了星系群和星系团的形成对星系演化的影响。由示冷暗物质模型中各种不同尺度扰动的幅度相近,星系群和星系团的维里化与星系的维里化在时间上比较接近,在星系群或星系团的维里化过程中获得巨大维里速度的星系仍然富有气体,因此,当它们因为频繁的互相碰撞,或者因为进入星系团中心区的稠密星系际介质受到巨大冲压,或者是被附近射电星系的喷流所产生的高压茧状体所包容,都可能激发活动性,造成恒星的爆发性形成.高红移星系团中观测到的B-O效应和高红移射电星系的光学像与射电喷流同轴向现象都可以据此得到解释.     

椭圆星系中的星系际尘埃

该文总结了近年来椭圆星系中尘埃起源研究中的一些关键问题,包括尘埃大小的分布及其组成、椭圆星系恒星质量损失速率、尘埃的两种加热机制(恒星辐射加热和电子-尘埃碰撞加热),以及由此导致的尘埃温度分布;尘埃的总质量估算;由热离子导致的尘埃破坏速率,以及与此相关联的椭圆星系热气体分布,等等.综合考虑这些因素,作者认为热气体分布对于椭圆星系中尘埃存在和破坏的影响不可忽视,椭圆星系中星系内部恒星质量损失产生尘埃的起源可能占据着非常重要的地位.     

葵花星系和鳄鱼眼星系

葵花星系M63 猎犬座内的旋涡星系M63(NGC5055),其大小和质量与我们银河系不相上下。它的位置为赤经:13时15.8分,赤纬:42°02′;角大小为12′.6×7′.2;视星等为8.6等;距离为2350万光年。是梅西叶的年轻同事米钱恩(P.Mechain)于1779年6月14日首先发现的。     

遥远星系巡天发现暗星系

美国国家科学基金会的阿雷西博天又台望远镜是世界上最大和最灵敏的单天线射电望远镜,目前正在开展为期数年的遥远星系巡天,可能发现了让人们一直感到困惑的暗星系——缺少恒星的星系。