银河系（天文学）

这篇文章是关于银河系（天文学）.用于该术语的其他用途银河，请看银河（消除歧义）.

M104-草帽星系

A类银河系是一个重力相系系统星星,星际气体和尘埃,等离子体，而且是看不见的暗物质典型的星系包含1000万到1万亿（10⁷到10¹²)所有恒星都围绕一个共同的轨道运行重心.大多数星系有几千到几十万个光年在直径上，它们之间的距离通常为数百万光年。

虽然理论上暗物质似乎占大多数星系质量的90%左右，这些看不见的成分的性质还不太清楚。有强有力的证据表明超大质量黑洞可能存在于许多星系（如果不是所有星系）的中心。

词源学

这个词银河系派生自希腊人我们银河系的术语，加拉克西亚斯(γαλαξίας)或基克罗斯·加拉克提科斯表示系统在天空中出现的“乳白色圆圈”。在希腊神话,宙斯把他的儿子交给了一个凡间的女人，那个婴儿大力神，上的赫拉当她睡着的时候，她的乳房，这样婴儿就会喝下她神圣的牛奶，从而变得不朽。赫拉在哺乳时醒来，意识到自己正在哺乳一个不知名的婴儿：她把婴儿推开，一股牛奶喷向夜空。

当天文学家推测之前被归类为螺旋星云的某些物体实际上是巨大的恒星聚集体时，这被称为“岛屿宇宙理论“；但这显然是用词不当，因为宇宙意思是存在的一切。因此，这个术语被废弃了，取而代之的是将星系一词泛指所有这样的天体。

观察历史记录

对我们自己和其他星系的研究历史的描述主要取自詹姆斯·宾尼和迈克尔·梅里菲尔德的《银河天文学》。

1610年，伽利略用望远镜研究夜空上的亮带银河系发现它是由大量微弱恒星组成的。在1755年的一篇论文中，伊曼纽尔·康德，借鉴之前的工作托马斯·赖特，推测（正确地）银河系可能是由大量恒星组成的旋转体，由引力类似于太阳系但规模要大得多。从我们的角度来看，由此产生的星盘将被视为天空中的一条带状物。康德还推测星云在夜空中可以看到分离的星系。

1845年罗斯勋爵的漩涡星系草图

18世纪末，查尔斯·梅西耶编译了一个目录包含109个最明亮的星云，随后是由威廉·赫歇尔1845年，罗斯爵士建造了一个新的望远镜并且能够区分椭圆星云和螺旋星云。他还成功地找出了这些星云中的个别点源，为康德早期的推测提供了证据。然而，直到问题得到解决，星云才被一致认为是遥远的独立星系哈勃20世纪20年代初，使用一台新望远镜。他能够将一些螺旋星云的外部分解为单个恒星的集合，并确定了一些造父變星从而使他能够估计到星云的距离：它们太远了，不可能是银河系的一部分。1936年，哈勃（Hubble）制作了一个星系分类系统，该系统至今仍在使用哈勃序列.

首次尝试描述银河系的形状和太阳在其中的位置是由威廉·赫歇尔1785年，通过仔细计算天空不同区域的恒星数量。使用改进的方法，卡普坦1920年，拍摄到了一个小（直径约15千帕斯卡）椭球星系的照片，其中太阳神靠近星系中心。另一种方法是哈洛·沙普利基于目录球状星团这导致了一幅完全不同的画面：一个直径约70千帕斯卡的平面圆盘，而太阳则远离中心。这两项分析都没有考虑到光的吸收由星际尘埃银河面; 一旦罗伯特·朱利叶斯·特朗普勒1930年通过研究量化了这种影响开放集群，我们银河系的当前图像如上文所述出现了。

1944年，亨德里克·范德赫斯特预测微波a处的辐射波长21厘米由星际原子产生氢气体；这种辐射是1951年观测到的。这种辐射使得对银河系的研究有了很大的改进，因为它不受尘埃吸收和多普勒频移可以用来绘制银河系中气体的运动。这些观察结果导致了旋转钢筋结构在银河系的中心。随着射电望远镜的改进，氢气也可以在其他星系中被追踪到。20世纪70年代，它被发现于薇拉·鲁宾的研究转速星系中气体的总可见质量（恒星和气体）不能正确解释旋转气体的速度。这个星系旋转问题被认为是由于存在大量看不见的物质暗物质.

20世纪90年代初哈勃太空望远镜产生了改进的观察结果。除其他外，它还确定了我们星系中缺失的暗物质不可能仅仅由固有的微弱恒星和小恒星组成。这个哈勃深场这是天空中相对空旷部分的一次长时间曝光，提供了宇宙中大约有1750亿个星系的证据。检测人类不可见光谱的改进技术(射电望远镜、红外摄像头、，x射线望远镜)，允许探测哈勃没有探测到的其他星系。特别是在回避区（被银河系阻挡的天空区域）已经发现了一些新的星系。

星系的类型

棒旋星系NGC 1300

螺旋星系NGC 3370

椭圆星系NGC 4881和昏迷星团.jpg

星系有三种主要类型：椭圆星系,缓和曲线、和不规则的根据星系的外观，对星系类型进行了更广泛的描述哈勃序列由于哈勃序列完全基于视觉形态类型，它可能会遗漏星系的某些重要特征，例如恒星形成速率（英寸星暴星系)或核心活动（in活动星系).

我们自己的星系银河系，有时简称为银河系（大写），是一个大的圆盘状棒旋星系关于30千帕斯卡或者直径为10万光年，厚度为3万光年。它含有约3×10¹¹（3000亿）恒星，总质量约为6×10¹¹（六千亿）倍于太阳的质量。

在旋涡星系中，旋臂的形状近似对数螺线理论上可以证明，这种模式是由均匀旋转的恒星质量中的扰动引起的。像恒星一样，旋臂也围绕中心旋转，但它们是以恒定的速度旋转的角速度这意味着恒星进出旋臂。螺旋臂被认为是高密度波或密度波的区域。当恒星移动到臂中时，它们会减慢速度，从而产生更高的密度；这类似于在一条满载移动汽车的公路上行驶的“一波”减速。臂是可见的，因为高密度有助于恒星形成，因此它们孕育了许多明亮的年轻恒星。

尽管大型椭圆星系和旋涡星系引人注目，宇宙中大多数星系似乎矮星系这些微小的星系大约比银河系小一百倍，只有几十亿颗恒星。许多矮星系可能围绕一个较大的星系运行；银河系至少有十几颗这样的卫星。矮星系也可以分为椭圆形,螺旋形的或不规则的由于小矮星椭圆与大椭圆几乎没有相似之处，因此通常称为矮球状星系而不是。

活动星系

我们能观察到的部分星系被归类为活动星系。也就是说，星系总能量输出的很大一部分是由恒星、尘埃和星际介质.此类的标准模型活动星系核是基于物质落入超大质量黑洞在核心区域。

以以下形式发射高能辐射的星系x射线分类为塞弗特星系,类星体和blazar天体.从相对论性喷流从地核喷发的火山被分类为射电星系这些活动星系的统一模型根据观察者的视角解释了它们的差异。

大型结构

很少有星系独立存在；这些被称为场星系.大多数星系在引力作用下与其他一些星系相连。包含多达50个星系的结构称为星系群，以及包含数千个星系的更大结构，这些星系挤在少数几个区域内百万秒差距对面被称为集群.星系团通常由一个单一的巨星控制椭圆星系随着时间的推移，它会摧毁其卫星星系并增加其质量。超级星团是包含数以万计星系的巨大星系群，以星系团、星系群或个别的形式存在；在超星系团尺度，星系排列成被单和细丝周围空空如也空隙在这个尺度之上，宇宙似乎各向同性的和同种类的.

我们的星系是本地组它与仙女座星系; 总的来说，在大约一兆帕穿过。本地集团是处女座超星系团，主要由处女座星团（我们的银河不是其中的一员）。

星系的形成和演化

星系形成和演化的研究试图回答有关星系是如何形成的以及它们在宇宙历史上的演化路径的问题。关于这个领域的一些理论现在已经被广泛接受，但它仍然是天体物理学中一个活跃的研究领域。

地层

星系形成的方法是天文学中一个主要的悬而未决的问题。理论可以分为两类：自上而下和自下而上。在Eggen–Lynden-Bell–Sandage（ELS）模型等自上而下的理论中，原星系在持续约一亿年的大规模同时坍塌中形成。在自下而上的理论中，如塞尔-津恩（SZ）模型，球状星团首先形成，然后许多这样的天体增生形成一个更大的星系。现代理论必须加以修正，以解释可能存在的暗物质光环。下面是星系形成模型的草图。

重组后不久，重子的物质开始在冷暗物质晕周围凝结。零-金属高速的晕星（称为人口III恒星)是第一个在原星系开始收缩时围绕其发展的星系。这些巨星很快超新星，将重元素释放到星际介质.在未来10亿年内，球状星团，中央超大质量黑洞和星系隆起金属-穷人人口II恒星在20亿年内，剩余的物质沉淀成星系盘.星系将继续从高速云和矮星系整个生命周期；恒星的出生和死亡周期将增加重元素的丰度，最终允许形成行星.

文件：Pr3 400galaxypix.jpg

在这张遥远星系的照片中，阿贝尔星系1835 IR1916被视为一个小点。图片由提供欧洲股票期权.

可能是迄今为止发现的最古老的星系，IOK-12006年9月，Masanori Iye在日本国家天文台使用夏威夷的斯巴鲁望远镜发现了它。它发射的Lymanα辐射红移6.96，有130亿年的历史。虽然一些科学家声称其他物体（如Abell 1835 IR1916）更古老，但IOK-1的年龄和组成已经得到了更可靠的确定。

这些古老的原星系的存在表明，它们一定是在所谓的“黑暗时代”（第一代恒星之前）从各向异性的在复合大约三十万年后大爆炸。使用威尔金森微波各向异性探头（WMAP），2003年。

星系形成模型的更多证据来自于对古代星系的探测人口III恒星.巨星，HE0107-5240型2002年，研究人员在汉堡大学，被认为是银河系中最古老但尚未发现的恒星，因为与年轻恒星不同，它实际上是无金属的。（请参见[1]从那时起，还发现了其他非常古老的恒星（如HE 1327）。

进化

研究表明银河系正在向附近移动仙女座星系速度约为130公里/秒，根据横向运动，这两颗行星可能在大约50亿至60亿年内发生碰撞。这样的星系碰撞是相当常见的，尤其是在稠密的星系中星系团考虑到恒星之间的距离，碰撞星系中的绝大多数恒星系统都不会受到影响。然而，重力剥离星际气体组成旋臂的尘埃将产生一长串恒星，类似于NGC250或触须星系.

虽然银河系以前从未与仙女座星系这样大的星系发生过碰撞，但银河系过去与较小的星系发生碰撞的证据矮星系正在增加。

螺旋星系就像银河系一样，只有在新一代恒星密度继续增加的情况下，才会产生新一代的恒星分子云星际的氢在他们的旋臂上。椭圆星系已经基本上没有这种气体，因此没有形成新恒星。然而，恒星形成物质的供应是有限的；当恒星将氢转化为较重的元素时，将形成较少的恒星。

在1000亿年内恒星形成结束后，“恒星年龄”将在大约10万亿到100万亿年（10万亿年）后结束¹³–10¹⁴年），作为我们宇宙中最小的寿命最长的恒星红矮星开始褪色。在恒星年龄结束时，星系将包括紧凑对象:褐矮星,黑矮星，冷却白矮星,中子星、和黑洞。最终，由于引力松弛，所有恒星要么落入中心超大质量黑洞或者由于碰撞而被抛入星系间空间的深处。