椭圆星系是一种具有椭圆形状、表面特征几乎平滑的星系类型。根据爱德温·哈伯(Edwin Hubble)在1936年所著《星云的领域》中,椭圆星系与螺旋星系及透镜星系共同构成了星系的三个主要类别。这些椭圆星系通常由年老、低质量的恒星组成,并且星际介质稀疏,围绕着大量的球状星团。这些星系的恒星形成活动一般较少,但在与其他星系合并时,短暂的恒星形成事件可能会发生。
「椭圆星系通常被认为占据了处于维尔戈超星系团中的10-15%。」
这些星系的大小范围极大,从小型的矮椭圆星系(拥有数千万颗恒星)到超巨型星系(拥有超过一百万亿颗恒星),使它们在星系集群中占据主导地位。爱德温·哈伯最初认为椭圆星系会演变成螺旋星系,但后来发现这一假设并不正确。虽然某些气体和小型星系的吸积可能在椭圆形结构周围形成一个盘。
椭圆星系的特征在于它们的星体运动较为随机,并且缺乏明显的形状结构。这些星系的恒星年龄相对年轻的螺旋星系要大许多,并以暗红色调为主。统计显示,每个大型椭圆星系的中心都有一个超大质量黑洞,并且这些黑洞的质量与星系的质量呈高度相关。
「观测结果显示:椭圆星系与盘状星系的动力学特性相似,这可能表明它们是由相同的物理过程形成的。」
这些星系在星系团和紧凑的星系组合中更为常见,而不同类型的椭圆星系,其结构和形成过程仍然存在着争议。大部分椭圆星系缺乏气体和尘埃,因此其恒星形成率低,普遍以年老的恒星群体为主。
椭圆星系的大小变化极大,直径从3000光年到超过700,000光年,这个范围是其他星系类型中不可比拟的。一些矮椭圆星系大小甚至接近球状星团,但却含有相当的暗物质。椭圆星系的Hubble分类系统使用一个数值来描述星系影像的延展程度,这取决于星系亮度轮廓的长短轴之比。
「对于一个球形星系,长轴与短轴相等,则该数值为0,Hubble类型是E0。」
不同之处在于,需要考虑观测视角如何影响这些星系真正的结构。某些被归类为E0型的星系实际上可能呈现出较长的形状。根据星系中恒星的运动方向,专家对椭圆星系进行了进一步的分类,将其划分为更具「盒子形状」或「圆盘形状」的子类型。
在近年的观测中,研究人员发现一部分早期类型的星系仍然拥有残余的气体,此气体可用于恒星形成。虽然椭圆星系的恒星形成率普遍较低,却有资料指出这些黑洞可能会抑制气体的冷却过程,进而限制恒星的生成。
对于椭圆星系的深入理解,对天文学界的星系演化研究至关重要。这些星系的特性不仅有助于解释它们与螺旋星系的关系,同时也提供了关于大尺度结构和宇宙演化的重要线索。在未来的研究中,如何更好地理解椭圆星系的形成及其与其他星系的相互作用,将是科学家们面临的重要课题。这些星系,不仅是宇宙筹码的一部分,还承载着无数的历史和秘密,我们真的能完全理解它们的全貌吗?