一个有限厚度旋涡星系模型

本文将三维引力势Poisson方程在一个特殊模式下的速变相一级渐近解用于三维定常模拟恒星盘。在考虑了垂直于星盘平面的运动和物理量的三维分布以后,得出了相应的色散关系。用Schmidt模型对银河系旋臂进行了实例计算,结果表明:在模拟太阳附近的两个主要旋臂——人马臂和英仙臂的情况下,在内林德布拉德共振圈和共转圈之间、在内林德布拉德共振圈以内以及在外林德布拉德共振圈以外等三个区域里,均可得到稳定模型。最后对在较厚旋涡星系中,螺旋波长随着离开星系盘中心平面的距离不同而变化的特征,作了一个简单的分析。我们认为,这种密度波波长随高度的变化或许可以解释以下观测现象:(1)在有些旋涡星系中旋臂有相当宽度。(2)在有些旋涡星系中,旋臂间界限不很分明。(3)在有些旋涡星系中,旋臂外侧亮度突然减弱,而内侧减弱很慢。     

面向类旋涡星系盘有效厚度的获取及图像处理方法

面向类(face-on)旋涡星系盘的有效厚度或标高不能通过表面亮度测光的方式测量.为了获得面向类旋涡星系盘的厚度参数,将基于三维星系盘引力势Poisson方程在等角对数螺旋型物质密度扰动情形下的解,运用一种解析法对面向类旋涡星系盘的标高进行测算.为了去除星系核球的光污染而获得旋臂最内点位置(r0)的重要参数,使用了在星系观测图像中扣除双成份(盘+核球)测光模型的图像处理方法.通过对旋涡星系相关结构参数的拟合测量,各得到了一个普通旋涡星系(S)与棒旋星系(SB)的有效厚度与相关参数,并给出了它们的球盘比(rb/rd)和星系盘的标长与厚度之比(rd/H).采用这种在观测图像中扣除双成份测光模型的方法,将更容易看清旋臂结构的最内端,因而这里获得的禁区半径r0的数值往往比从原星系图像上直接测量的数值要小,获得的星系盘有效厚度将更薄.     

旋涡星系中旋臂的维持

为了避开旧物质臂理论中旋臂的缠绕困难，本文提出了旋涡星系的循环假设，并在文中提供了旋涡星系的双臂、气体层反卷、银河系中旋臂物质径向向内的速度分量和棒旋星系中棒物质沿着棒向内的流动等观测证据，进而还尝试利用此循环假设去解释旋臂物质的平自转曲线和棒旋星系的棒结构等的成因。     

遥远的宇宙天体：活动星系核

我们所处的宇宙非常巨大,大得超出人们的想象能力。宇宙的基本构成单元是星系,星系的大小不同,形态各异,亮暗不一,颜色迥然。它们共同组成这个多姿多彩的宇宙。天文学家经过长期的观测和归纳,按形状将星系分为以下几类。其中一类星系看起来是一个椭圆形的弥漫天体,被称为椭圆星系（图1左上）;而有些星系是盘状结构,它们有一个明亮的核心,并从核心向外伸展出两条或多条弯曲的旋臂,看起来象一个旋涡一样,所以叫旋涡星系（图1右上）;有些旋涡星系的中心是一个明亮的棒状物,旋臂从棒的两端向外弯曲伸展出动,这类星系中棒旋星系（图1左下）。     

旋涡星系中对任意旋臂倾角一致有效的密度-引力势渐近关系

本文给出对于臂数m≥2的旋涡星系(正常旋涡星系或棒旋星系),对任意旋臂倾角(0≤|β|≤π/2)一致有效的扰动密度-扰动引力势渐近关系。在|β|≤1的特殊情形,它回到紧卷波的各种已知渐近关系;在|β|不小的情形,这一新结果适用于讨论构成棒旋星系的“开展模式”(open mode)。     

旋涡星系随uUbble序列的一些统计性质

对发表在A＆Ap Supplement Series上的365个旋涡星系的一些参数(如表示旋臂缠卷松紧程度的参数A、切向角μ、盘的扁度H／D25以及厚度等)随Hubble序列变化的关系进行了统计研究．首次得到这些参量的平均值;并且从统计结果可以明显地看到Hubble对旋涡星系的分类只是一种定性的、只有统计意义上的分类;另外,从我们的统计结果看,密度波理论的色散关系对大多数旋涡星系是成立的,即大多数旋涡星系的旋臂满足紧卷螺旋波的要求．     

PGC54等三维旋涡星系盘等效厚度的测定

利用改进的Peng的方法,对Sloan Digital Sky Survey(SDSS)最新发布的旋涡星系的图像进行了处理和旋臂拟合,得到了73个旋涡星系的等效厚度和旋臂的切向角,这些物理量对以后星系性质的进一步研究非常重要.     

旋涡星系中星际气体的作用

本文讨论旋涡星系中星际气体所起的作用,采用双气盘模型模拟盘状星系。由分析可知:1.由于星际气体与恒星具有不同的速度弥散度,因此恒星臂必然与气体臂分离。2.这样的分离导致密度波的旋涡模式的不稳定性。3.为使密度波得以长期维持,星系中气体密度与恒星密度之比η应小于某一值。4.系数η越小,则旋臂越紧卷。     

宇宙信息

宇宙信息对大尺度磁旋臂的最新解释１９９６年初，天文学家报导在近距星系ＮＧＣ６９４９的可见旋臂之间发现有大尺度的磁旋臂。当时没人能解释这种现象。最近芝加哥大学的两位天文学家认为，一个星系的旋臂是由星系盘中气体的密度波产生的，但新的计算结果表明，在旋涡星...     

恒星速度椭球分布律对旋涡星系的影响

本文讨论在考虑恒星速度椭球分布情形下旋涡星系的性质。由分析可知:旋涡星系的运动是恒星“气流”的紧卷旋涡式轴对称基本运动与密度波扰动的迭加,也即既有物质运动也有波的传播。当旋涡星系的旋臂为曳式时,它是旋闭的,并且恒星速度的椭球分布能导致星系密度波模式的不稳定。这种不稳定性提供了激发并维持星系密度波的一种机制,得以使且系旋臂长期维持。     

宇宙画廊

- 从银河系向外看去.旋涡星系NGC 6946恰好与我们正面相对。这个巨大而美丽的旋涡星系离我们仅1900万光年,高远的仙王座内的点点繁星,如同在它的前方蒙上了一帘轻纱。如果您将视线从星系明亮的核心,沿着松散的、断断续续的旋臂向外移动,可以看到这个星系明显的颜色变化。从核心老年恒星发出的黄色星光,到旋臂上年轻星团发出的蓝色星光和恒星形成区的红色星光,色泽的变化抢人眼目。NGc 6946在红外光波段也很明亮,含有丰富的气体和尘埃,显示出很高的恒星形成速率和死亡速率。实际上,在20世纪中,至少发现了六次恒星死亡的爆炸事件——超新星…     

早型旋涡星系M81 (NGC 3031)的形态学解构研究

利用星系解构软件GALFIT通过面亮度轮廓拟合对近邻早型旋涡星系M81 (NGC 3031)进行形态学解构,旨在探究M81星系的结构组成并对其进行形态学量化.通过6种解构模式,对M81进行了不同复杂程度的结构分解,其中最复杂的解构模式包含核球、盘、外旋臂、内旋臂、星系核5个子结构.研究结果显示, M81有一个Sérsic指数约为5.0的经典核球,其形态和光度在不同解构模式中均保持稳定; M81星系盘的Sérsic指数约为1.2,但它的形态参数和光度与是否分解内旋臂相关.不同子结构的组合对作为混合体的星系整体的形态有不可忽视的影响.星系解构的结果提供了不同解构模式适用性的建议:其中核球+盘+星系核的三成分解构适用于大样本星系的核-盘研究;而考虑旋臂的复杂解构则适合于对星系子结构的精确测量,如小样本(或个源)研究.基于Spitzer-The Infrared Array Camera (IRAC) 4.5μm的单波段图像的形态学解构研究是后续一系列研究的开始,在此基础上未来将会对M81进行多波段解构,同时研究不同子结构的光谱能量分布和星族性质,并推断M81各子结构的形成历史和演化过程.     

星系盘厚度效应的研究

在三维引力Poisson方程严格解基础上，探讨了有限厚星系盘基盘的动力学性质，并进一步讨论了盘的厚度效应对银河系所需晕质量的影响。研究了扰动盘的动力学性质，通过将扰动引力势Poisson方程的严格解与林家翘、徐遐生提出的自维持密度波理论相结合，建立了三维旋涡星系有限厚盘上密度波的色散关系。在此色散关系的基础上讨论了盘的局域稳定性，研究了旋涡星系旋臂的形态、三维盘状星系密度波的群速度。研究表明厚度是星系盘研究中不容忽略的重要参量。另外在有限厚盘星系密度波色散关系的基础上还探讨了一种确定星系厚度的新方法。     

旋涡星系的数值模拟

本文对旋涡星系的一些性质从数值模拟的角度进行了概述。为此,先对数值模拟作了一个简单的介绍。旋涡星系中的四个议题在文中作了讨论。它们是:1.盘状星系大尺度棒状不稳定性,2.死晕与活晕和盘状成份的相互作用,3.旋涡星系中球状成分的分布对旋涡结构的影响,4.互扰星系。     

有限厚度旋涡星系密度螺旋形扰动的Poisson方程渐近解

本文是在一个特殊模式下,对于有限厚度旋涡星系物质密度螺旋形扰动的三维引力势Poisson方程,用速变相法求出了一级渐近解。 为了解释旋涡星系的螺旋结构,林家翘等[1][2]曾求出引力势Poisson方程的渐近解。这一渐近解对于应用密度波的概念去解释旋涡形式星系的理论起着重要的作用。但是,这一渐近解是把星系中的物质近似地看成集中于星盘平面上,求解二维Poisson方程得到的。所以,不能用它讨论物质的垂直分布与垂直运动对螺旋结构的影响。后来,徐遐生[3]研究了星系盘有限厚度效应,但是他没有解出引力势的三维Poisson方程。我们根据旋涡星系中物质分布的实际情况,求出了三维Poisson方程在一个特殊模式下的解。     

旋涡星系的厚度的估算

本文利用文[1]中所求得的扰动引力势的严格解,当此解由无旋臂区向有旋臂区连续过渡时,在解中出现一非波动项,对此项作出估计,可得出厚度(H=2/α)与开始形成旋臂处的半径的r_0关系:αr_0=7(α为星系半厚度的倒数).我们由[2]选出了50颗旋涡星系,并测定了它们的r_0,由此定出了星系盘的平均厚度.     

宇宙信息

宇宙信息星暴环天文学家用高效率的新射电望远镜探测天鹤座旋涡星系ＮＧＣ７５５２的活动核时，发现了环绕核心的一个有星暴活动的隐环。在过去的射电和Ｘ射线研究中已经找到了该星系的恒星形成的有力证据。但由于星系旋臂中有厚厚的尘埃遮挡，用可见光尚未观测到热斑环。...     

旋涡星系随Hubble序列的一些统计性质

对发表在Ａ＆ＡｐＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ上３６５个旋涡星系的一些参数（如表示旋臂缠卷松紧程度的参数Λ、切向角ｕ、盘的扁度Ｈ／Ｄ２５以及厚度等）随Ｈｕｂｂｌｅ序列变化的关系进行了统计研究。首次得到这些参量的平均值;并且从统计结果可以明显地看到Ｈｕｂｂｌｅ对旋涡星系的分类只是一种定性的、只有统计意义上的分类;另外,从我们的统计结果看,密度波理论的色散关系对大多数旋涡星系是成立的,即大多数旋涡     

NGC864等10个旋涡星系盘的等值高度测定

使用北京天台兴隆观测站６０ｃｍ望远镜对１０个旋涡星系进行ＣＣＤ照相观测,通过对图像的处理及利用彭秋和提出的方法,得到了这１０星系盘的等值高度和用对数螺线拟合旋臂时对数螺线的切向角等一些重要参数。     

卫星星系的数目与中央星系性质关系的研究

卫星星系是研究星系形成的有力探针.近期的研究指出,中央星系是椭圆星系时,其卫星星系数目比旋涡星系多.为了探究这种差异,采用了新一代流体动力学模型(The Next Generation Illustris Simulations,简称TNG模拟)中TNG300-1的数据,选择了恒星质量范围为1010M⊙·h-1Mc1012M⊙·h-1的中央星系,同时根据星系的核球质量与星系的恒星质量的比值(B/T)将这个范围的中央星系划分为旋涡星系和椭圆星系.使用统计学的方法进行分析后发现:当控制暗晕质量分布,使得不同形态的中央星系所处的暗晕的质量分布完全相同时,卫星星系分布存在新的差异,即旋涡星系的卫星星系数目更多.这一结论和观测结果相反,产生这一差异的主要原因是:旋涡星系的卫星星系包含更多的冷气体,使得旋涡星系的卫星星系恒星形成效率更高.