河外星係

在廣袤無垠、浩瀚遼闊的宇宙海洋中，肉眼所見的天體，絕大多數是銀河係的成員，那麽，銀河係就是通常所說的宇宙嗎?遠遠不是!在宇宙中存在著數以億計的星係，我們的銀河係隻是一個普通的星係，銀河係以外的星係稱為河外星係，簡稱星係。因此，銀河係並不是宇宙，它隻是宇宙海洋中的一個小島，是無限宇宙中的很小的一部分。

據天文學家估計，在銀河係以外約有上千億個河外星係，每個星係都由數萬乃至數千萬顆恒星組成。河外星係有的是兩個結成一對，多的則幾百以至幾千個星係聚成一團。現在觀測到的星係團已有一萬多個，最遠的星係團距離銀河係約70億光年。

河外星係的外形和結構多種多樣。1926年，哈勃按星係的形態，把星係分為橢圓星係、漩渦星係和不規則星係三大類。後來又細分為橢圓、透鏡、漩渦、棒旋和不規則星係五個類型。各類星係中，距離銀河係較近的星係有麥哲倫雲星係和仙女座星係。

麥哲倫雲星係，包括大麥哲倫雲和小麥哲倫雲兩個星係，它們是銀河係的兩個伴星，也是離銀河係最近的星係，距離銀河係為16萬和19萬光年。它們在北緯20°以南的地區升出地平麵，是南大銀河附近兩個肉眼清晰可見的雲霧狀天體。大麥哲倫雲星係在劍魚座和山案座張角約6°，相當於12個月球視直徑，小麥哲倫雲星係在杜鵑座，張角約2°，相當於4個月球視直徑。兩個星係在天球上相距約20．5萬光年。

麥哲倫雲星係是由阿拉伯人和葡萄牙人首先發現的。1521年，葡萄牙著名航海家麥哲倫在環球航行時，第一次對它們作了精確描述，後來就以他的名字命名。1912年，美國天文學家勒維特發現小麥哲倫雲的造父變星的周光關係，赫茨普龍和沙普利隨即測定了小麥哲倫雲的距離，它成為最早確定的河外星係。兩星雲之間雖存在著微弱的聯係，但它們自成一個係統。大麥哲倫雲星係從前離我們可能更近一些，大約在5億年前，它也許恰好挨著我們的銀河係，距離銀心隻有6．5萬光年。

大麥哲倫雲星係屬棒旋星係或不規則星係，質量為銀河星係的1／20。小麥哲倫雲星係屬不規則星係或不規則棒旋星係，質量隻及銀河係的1／100。麥哲倫雲星係中的氣體含量豐富，中性氫質量分別占它們總質量的9％和32％，都比銀河係大得多。此外，還觀測到新星、超新星遺跡，X射線雙星等天體。射電資料表明，大小麥哲倫雲星係有一個共同的氫雲包層；兩雲之間的中性氫纖維狀結構，一直伸展到南銀極天區，橫跨半個天球，稱為麥哲倫氣流。它們和銀河係有物理聯係，三者構成一個三重星係。

由於麥哲倫雲星係距離我們太遙遠，對它們的範圍現在還沒有一個精確的數字。估計大麥哲倫雲星係的直徑可能達到4萬光年，接近銀河係的一半。麥哲倫雲星係的恒星分布密度比銀河係低得多。大麥哲倫雲星係的恒星總數可能不超過50～100億個；小麥哲倫雲星係則隻有10～20億個。兩星係的恒星數量加在一起，隻及銀河係的1／10。因此，有人把它們說成是銀河係的兩個衛星。

仙女座星係，又稱仙女座大星雲。它用肉眼可以看見，亮度為4度，看上去像是一顆暗弱、模糊的星係。

仙女座星係是位於仙女星座的巨型漩渦星係，天球坐標是赤經0＼＋b40＼＋mO，赤緯+41°00′。視星等Mv為3．5等，肉眼看去狀如暗弱的橢圓小光斑。在照片上呈現為傾角77。的sb型星係，大小是160′×40′，從亮核伸展出兩條細而緊的旋臂，範圍可達245′×75′。1786年確認為銀河係之外的恒星係統。現在測定它的距離為220萬光年(670千秒差距)。直徑是16萬光年(50秒差距)，為銀河係的一倍，是本星係群中最大的一個。近年來發現，仙女座星係成員的重元素含量從外圍向中心逐漸增加。1914年探知它有自轉運動。據目前估計，仙女星係的質量不小於3．1×10＼＋太陽質量，是本星係群中質量最大的一個。

仙女星係中心有一個類星核心，絕對星等隊M＼－v=-11，直徑隻有25光年(8秒差距)，質量相當於10＼＋7個太陽，即一立方秒差距內聚集1．500個恒星。類星核心的紅外輻射很強，約等於銀河係整個核心區的輻射。但那裏的射電卻隻有銀河射電的1／20。仙女星係有兩個矮伴星係——NGC221(M，2)和INGC205，按形態分類分別為E＼－2和E＼－5。在本星係群中，仙女星係還和其他星係構成所謂仙女星係次群。

漩渦星係又叫漩渦星雲，是漩渦形狀的河外星係。漩渦星係的中心區為透鏡狀，周圍圍繞著扁平的圓盤。從隆起的核心球兩端延伸出若幹條螺線狀旋臂，迭回在星係盤上。漩渦星係可以分正常漩渦星係和棒旋星係兩種。按哈勃分類，正常漩渦星係又分為a、b、c三種；

a型中心區大，稀疏地分布著緊卷旋臂；

b型中心區較小，旋臂較大並較伸展；

c型中心區為小亮核，旋臂大而鬆弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星和超巨星、電離氫區外，同時還有大量的塵埃和氣體分布在星盤上，從側麵看去，在主平麵上呈現為一條窄的塵埃帶，有明顯的消光現象。漩渦星係通常有一個籠罩整體的、結構稀疏的暈，叫作星係暈。其中主要的星族Ⅱ天體，其典型代表是球狀星團。一個中等質量的漩渦星係往往有100～300個球星團，不均勻地散布在星係盤周圍空間。再往外，可能還有更稀疏的氣體球，稱為星係冕。漩渦星係向質量(M)為10＼＋9～10＼＋個太陽質量，對應的光度是絕對星等-15～-20等。

河外星係除上述幾種星係外，還發現有大量各種類型的星係。天文學家估計，在最先進的儀器所觀測到的這一部分宇宙裏，星係的總數可能高達1000億個之多。不久以前，美國天文學家宣布發現了迄今為止最大的發光結構——一道由星係組成的長至少有5億光年、寬約2億光年、厚約1500光年、距地球2～3億光年的“宇宙長城”。這座巨大的“宇宙長城”實際是一個巨大的河外星係。

隨著太空時代的到來，人們對太空星係越來越感興趣。如今世界各地已有數百種天文雜誌和數十個大大小小的天文學會社團，僅西歐就有數十萬業餘天文愛好者。世界各國為使自己在開發利用宇宙空間的宏偉事業中處於有利地位，更是加緊探索宇宙中的奧秘。