特殊星系的自然百科

[拼音]：teshu xingxi

[外文]：peculiar galaxy

形态和结构不同于哈勃分类中正常星系的河外星系。这一类星系的特殊性质主要是因星系核的活动和主星系同伴星系之间的相互扰动造成的。特殊星系可分为类星体、塞佛特星系、N型星系、射电星系、马卡良星系、致密星系、蝎虎座BL型天体、有多重核的星系和有环的星系等等。这种分类，有的是根据历史情况，有的则是根据发现者的姓氏而命名的。现在已知上述各类之间有重迭、交错的情况。例如，马卡良星系中至少有10％可归入塞佛特星系，N型星系中有很多又属于射电星系。

特征

（1） 形态特征　在照片上，大多数特殊星系和暗一些的背景星系相比较，有一个很亮的致密核。有的特殊星系外围有伴星系（常形成扰动形态），有的有外环，有的旋臂残缺。在射电图上，在一些射电星系外区，可以观测到相距很远的射电双子源或射电包层。绝大多数特殊星系都有核心区爆发遗留下来的痕迹：或是从中心向两个相反方向射出光学喷射物；或是向四面八方发散纤维状的稀薄气体；或是星系中心分裂；或是出现尘埃暗条。此外，有的还有不规则的电离氢区分布。

（2）核心区的光度特征　 有些特殊星系中心的致密核有很高的光度。与正常星系相比，它们有很强的射电、红外和 X辐射；光度有快速变化，时标短的只有几十分、几小时，长的以月、年计；有较强的偏振；连续谱多呈幂律谱──Sv∝ν-α，Sv为频率ν的单色辐射流量密度，α是频谱指数，在某一频率间隔内为常数。

（3）光谱特征　有亮核的特殊星系，核区光谱都有较宽的发射线和高激发、高电离的禁线。有的星系，各个部分都有氢的Hα发射线；有的则只有核心才出现Hα发射线。

（4）动力学特征　 星系核周围区域往往观测到高速度非圆周运动的天体，有的可达每秒几千公里。

性质和结构

星系的特殊结构的起因，除星系的相互扰动、星系盘密度波的引力扰动等因素外，最主要的是星系核的激扰或爆发。根据射电、红外、光学和 X光度变化的时标，可以估算各个波段活动区的大小。蝎虎座BL型天体的中心光学辐射区的大小约1013厘米(相当于1个天文单位)，外面可能是1013～1015厘米范围的射电发射区。塞佛特星系的光学辐射区的直径在 1017厘米以上（相当于 1光年），红外辐射区大概是最外面的尘埃云，所以，星系核的活动发生在很小的空间范围以内。此外，星系核的活动是一个多次反复的爆发过程。最直接的证明是射电星系中心核和外围子源的结构相似。几种特殊星系的寿命──类星体短于106～108年，强射电星系为108～109年，塞佛特星系为 108年──比它们爆发产物，例如喷射物、电离氢区、膨胀物质环的持续时间，约大一个量级。由此可以推测，星系核活动期间会有数次乃至十多次爆发。这就不难估算出整个活动期间释放的总能量：射电星系可达1060尔格，类星体为1062尔格，比银河系整个生存期间释放的总能量还要大得多。

与正常星系的关系

特殊星系按照光度构成一个能量序列，类星体最大，正常星系最小。这一事实表明，其活动现象和类星体可能有某种联系。现在流行的看法认为，塞佛特星系或许是类星体向正常旋涡星系演化的中间阶段；蝎虎座BL型天体可能是椭圆星系的早期演化阶段；有展源的射电星系也许是类星射电源演化的后期。因此，类星体似乎是性质多样的天体的集合。

一般认为，特殊星系的剧烈核心活动既可能发生在星系形成的早期，也可能出现在以后的演化过程中。星系核的爆发会加速星系的演化，还能破坏外形和结构，从而改变星系的类型。例如破坏星系的旋臂，使之变为透镜型星系或不规则星系。因此，研究特殊星系，对探讨星系的起源和演化具有重要意义。

参考书目E.A.Avrett eds，Frontiers of Astrophysics，p.438，Harvard Univ.Press，Cambridge，1976.