走近“星系动物园”里的天文学家——访著名女天文学家凯伦·马斯特斯博士

采访手记：第28届国际天文学联合会大会在8月底于北京召开。期间将会有四位杰出的天文学家为公众和媒体做精彩的邀请报告,其中凯伦·马斯特斯博士就是一位。她作为“星系动物园”项目的核心研究人员,会在报告中向我们娓娓道来关于“星系动物园”的种种趣事。在此之前,本刊记者有幸联系到了凯伦·马斯特斯博士本人,并对她进行了采访,接下来就让我们跟着凯伦·马斯特斯博士探秘“星系动物园”吧!     

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。     

星系天文学的奠基礼

1920年,两位美国天文学家治罗·沙普翻（Harloy Ghapley,1885－972）与希伯·柯蒂斯（Curtis Heber Doust,1872—1942）在位于华盛顿的美国科学院,就字宙尺度．的问题展开了一场大辩论,包括他仍在内的所有人都没想到,这次辩论。开启了一个叫做“星系天文学“的时代……     

丢失的星系

在1933年之前,科学家们也许已经意识到深空中璀璨的群星并不是宇宙的全部,但他们显然并没有料到发光物质的质量在宇宙中是那么微不足道。     

小型星系中暗物质的特殊分布

暗物质是一种神秘的未知物质,占如今宇宙中所有物质的80%。如果引力是唯一驱动暗物质的力量,那么它应该会不停地向内聚集,直到在星系中心形成极端致密的区域。然而天文学家发现宇宙中的暗物质分布并不像计算机模拟的那样会成团聚集,尤其是在矮椭球星系中。由日本、德国、澳大利亚天文学家组成的研究小组提出暗物质处于某种能量状态时,会像分散的台球那样分布。这可能帮助科学家解释为何不同大小的星系形态不同。     

谁电离了星系之间的气体？

星系之间并非虚空,而是充满了电离的气体．它们密度很低,总量却不少。天文学家一般认为这些气体是被星系和类星体发出的光所电离的,然而最近的一项研究却表明：仅靠星系和类星体提供的光,并不足以把星系际气体电离到我们现在看到的这种程度。那么,额外的光子是哪里来的？答案尚不为人所知。     

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）。     

星系分类漫谈

星系天文学主要研究星系的形成与演化、内部的结构与运动以及外部的环境影响等内容。最近的二十多年,随着空间及地面上越来越多的大镜面望远镜投入使用,使得我们对河外星豕的认识有了飞速的发展。和任何学科一样,只有做到很好的分门别类才能进一步研究客体的物理性质。因此,星系多濮也就是整个星系天文学的基础。虽然不同的天文学家创立的形态分类系统有很多,但是现在最常用的依然是哈勃创立的分类系统。下面,我们将会对其做一个粗略的介绍。     

星系传奇(六) 宇宙的结构

你来我往:虽然斗转星移不能用来描述遥远的河外星系,但地球上的日历还是忠实地记录着我们的琐屑不知不觉中,《星系传奇》已陪着大家一同走过了2007。当我们还沉浸在对旋涡星系、椭圆星系和各种另类星系神奇美妙的回味中时,2008已悄然来到我们眼前。在这新桃换旧符的时刻,更觉能对宇宙最遥远的部分一探究竟之幸。本期将是《星系传奇》系列的最后一篇,尽管言犹未尽,但奈何工作繁杂,心有余而力不足。愧对《星系传奇》的各位读者,欢迎大家与我联系,别忘了邮箱:dncheu@hjp.org.cn。     

正在发生碰撞的两个星系

位于英仙座中的NGC6052,距离我们2.3亿光年,是两个正在发生碰撞的星系。1784年,英国天文学家威廉·赫歇尔最先发现了它们。它们看上去形状奇特,被当作是一个星系。现在知道,它是由两个星系组成,这两个星系正在发生碰撞。很久以前,在引力作用下,两个星系撞在一起,于是呈现出如今的混乱局面,恒星们在新的引力作用下重新调整轨道。虽然两个星系在碰撞,但是星系中的恒星间的碰撞很少发生,因为恒星相距都很远,星系中绝大部分空间是空的。最终,两个星系将完全融合在一起,成为一个单独的、稳定的星系。     

毎个星系都含有暗物质吗?

两个不起眼的星系在学界掀起了轩然大波,但时至今日仍不清楚到底是怎么回事。在距离地球约6000万光年之外——至少有一些天文学家的结论如此,有一对奇特的星系正在引发一场宇宙学骚动。分别被称为NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4,后文简称为DF2和DF4,它们所包含的恒星数量远远少于常见的星系。然而,让天文学家咋舌的并非它们缺少恒星,而是这两个星系似乎不包含暗物质,但暗物质占据着宇宙物质组成的85%。     

20世纪天文学的圣殿——美国帕洛玛山天文台

那是一个单纯的时代,科学研究发自人类内心深处对大自然的好奇,科学家可以为热情自掏腰包或筹款来建造和购买研究器材。今天要请各位读者再一次走访美国天文学家乔治E·海尔在20世纪创建的最后一个天文台——帕洛玛山天文台     

星系宜居区及恒星寿命

科学家公认“生命宜居带”是恒星周围的一个区域,其中液态水必须能够在一个类地行星的表面存在数十亿年之久;这个区域是环形的,它的内边界应该是行星围绕其母恒星运转而又不会使行星海洋的水散失到空间的最近一条轨道;在最极端的情况下,恶性发展的温室效应将占支配地位,结果使得海洋水蒸发殆尽（例如金星正是此种情况）。     

宇宙早期的年轻致密星系

4月29日,在“哈勃”空间望远镜的帮助下。天文学家们观测到了一群年轻的、致密得令人吃惊的星系,每个只有5000光年大小,但是质量却达到了2万亿倍太阳质量。相比之下,我们的银河系直径约为20万光年,质量也仅有1万亿倍太阳质量。它们的距离均在110亿光年之外。     

宇宙信息

仙女星系中暗弱多变的黑洞 10年来,美国航空航天局的钱德拉X射线天文台对仙女星系进行了总共约100万秒的观测,为天文学家了解其中央的超大质量黑洞提供了特有的数据。     

太阳上也发生“地震”

太阳震荡是美国科学家罗伯特·雷顿（Robert Lelghton）等人观测发现的。罗伯特·雷顿是美国科学院院士、物理学家兼天文学家,他一生成绩卓著,在固体物理、粒子物理、太阳物理、行星物理、红外天文和毫米亚毫米波天文等领域,都有卓越的贡献。尤其在太阳物理、行星物理、     

星系探秘：恒星从何而来（2）

纷乱的气流和庞杂的星际尘埃,以及恒星形成时的猛烈星风,宇宙中所有最纷繁的元素仿佛都被凝聚于大质量恒星的“育婴室”,所以我们才能欣赏到像猎户座大星云和船底星云那样极尽奢华而又震撼人心的宇宙风景。但同时,混乱而繁杂的环境对天文学家们研究这些大个子恒星的身世之谜平添了诸多障碍。     

活动星系核中心的双黑洞

不久前,《自然》杂志刊载文章介绍了一项包括中国在内的多国天文学家合作研究成果,证实活动星系核0J287中心存在双黑洞系统,并可由此检验爱因斯坦的广义相对论。OJ287属于一类特殊的活动星系核,它的亮度变化起伏不定,但变化周期却颇为准确。0J287正好处在黄道带上,许多专业和业余天文学家在搜寻彗星和小行星的时候会顺带观测它,因此他在光学波段的资料可以追溯到1890年。     

漫谈粒子和宇宙二十二活动星系、类星体与黑洞

天文学家一般把由大量恒星、星团、气体、尘埃等构成的天体系统称为星系。我们所在的银河系是人们最早认识的星系,探测银河系的结构是一项古老而始终非常重要的天文课题。1609年伽利略刚刚把他的天文望远镜指向夜空,就发现那条看起来乳白色的光带——银河竟是由密密麻麻的恒星构成的。20世纪发现的射电源（radiosource）是“宇宙射电源”的简称,即能发射强无线电波的天体。发射无线电波的恒星称射电星;有强射电辐射的星系称为射电星系。     

宇宙信息

甚大巡天望远镜拍摄狮子三重星系 欧洲南方天文台的甚大巡天望远镜和它的照相机拍摄了狮子座中壮观的三重星系。不过照片中的暗弱天体而非这三个星系可能才是吸引天文学家的真正原因。这些暗弱天体的锐利影像说明甚大巡天望远镜及其照相机具备了探测更遥远宇宙的能力。