河外星系和星系團(tuán)課件

1、第14講 河外星系與星系團(tuán)河外星系的發(fā)現(xiàn)星系的Hubble分類星系的距離和質(zhì)量星系的形成與演化星系集團(tuán)活動(dòng)星系1、河外星系的發(fā)現(xiàn) 1755年,康德指出旋渦星云的扁平形態(tài)是由于轉(zhuǎn)動(dòng)引起的,它們是和銀河類似的 “宇宙島”(island universes)。1781年法國(guó)天文學(xué)家Messier發(fā)表了包含110個(gè)星云的“梅西耶星表”(其中40個(gè)實(shí)際上是星系)。1864年John Herschel發(fā)表The General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars（后來(lái)演變?yōu)榘^(guò)10,000個(gè)星系的New General Catalogue(NGC)）。

2、1920年, Shapley發(fā)現(xiàn)球狀星團(tuán)的空間球?qū)ΨQ分布,通過(guò)觀測(cè)球狀星團(tuán)內(nèi)的天琴座RR型變星,確定銀河系的大小(100kpc)和太陽(yáng)系到銀心的距離(16kpc), 建立了直徑達(dá)100kpc的銀河系模型。1920年，沙普利-柯蒂斯 (Shapley-Curtis) 關(guān)于宇宙尺度的大辯論 (the great debate, April 26, 1920, in the hall of the United States National Academy of Sciences in Washington D.C.)辯論焦點(diǎn)(1) “旋渦星云”的距離是多大？(2) “旋渦星云”是恒星系統(tǒng)還是氣體

3、云？“旋渦星云”是銀河系內(nèi)氣體云，銀河系就是整個(gè)宇宙。宇宙是由無(wú)數(shù)類似“旋渦星云”的星系構(gòu)成的。Harlow Shapley(1885-1972)Heber D. Curtis(1872-1942)哈勃(Edwin P. Hubble)的裁決 1924年，哈勃分解出“仙女座大星云” (M31) 中的造父變星。 證實(shí)“仙女座大星云”確實(shí)是恒星系統(tǒng)。由造父變星周光關(guān)系估計(jì)“仙女座大星云”的距離150 kpc（實(shí)際距離800 kpc） 銀河系最遠(yuǎn)的球狀星團(tuán)的距離 (100 kpc) 。因此“仙女座大星云”必定是河外星系 !His findings were first published in Th

4、e New York Times on November 23, 19241889-1953（運(yùn)動(dòng)健將、法學(xué)碩士、高中老師、天文博士、美軍少校）根據(jù)星系形態(tài)的不同，哈勃首先提出星系可以分為橢圓星系、透鏡狀星系、旋渦星系、棒旋星系和不規(guī)則星系5種類型，稱為哈勃分類。 哈勃音叉圖（Hubble Fork）2、星系的哈勃分類(1) 橢圓星系 (elliptical galaxies) 橢球形的星系，符號(hào)為E. 按橢率從小到大分為E0、E1.E7八個(gè)次型。n=10(a-b)/a 主要由星族恒星構(gòu)成，沒(méi)有星系盤，沒(méi)有或僅有少量星際氣體和塵埃，顏色偏紅。恒星作雜亂的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。 中心區(qū)域最亮，亮度向邊緣

5、遞減。大小和質(zhì)量相差懸殊。 巨橢圓星系 106 pc矮橢圓星系 103 pc (1pc=3.26ly)(2) 旋渦星系 (spiral galaxies) 具有旋渦結(jié)構(gòu)的星系，符號(hào)為S。 中心是球狀或橢球狀的核球，外面是扁平的星系盤。從核球兩端延伸出兩條或兩條以上螺旋狀旋臂疊加在星系盤上，盤外面是球狀的星系暈。星系盤顏色偏藍(lán)，星系暈和核偏紅。在星系盤、特別是旋臂上主要是星族I恒星以及氣體和塵埃，核球和星系暈主要由星族恒星組成。按照核球的大小和旋臂的纏卷程度，旋渦星系可以分為Sa, Sb, Sc三個(gè)次型。Sa型核球最大，旋臂纏卷最緊，Sc型核球最小，旋臂纏卷最松(3) 棒旋星系 (barred

6、spiral galaxies) 中心有棒狀結(jié)構(gòu)的旋渦星系，符號(hào)為SB。 旋臂源于棒的兩端。 按照核球的大小和旋臂的纏卷程度，棒旋星系可以分為SBa, SBb, SBc三個(gè)次型。其中Sba型旋臂纏卷最緊。 銀河系可能是一個(gè)SBb或SBc型星系。 (4) 透鏡狀星系介于橢圓星系和旋渦星系之間的、無(wú)旋臂的盤星系，根據(jù)核心是否有棒狀結(jié)構(gòu)，符號(hào)相應(yīng)為S0或SB0。 在形態(tài)上，透鏡狀星系與旋渦星系的主要差別是沒(méi)有旋臂；與橢圓星系的主要差別是有星系盤。 主要由年老恒星組成，氣體很少。 (5)不規(guī)則星系 外型或結(jié)構(gòu)無(wú)明顯對(duì)稱性的星系，符號(hào)為Irr。 無(wú)旋臂和中心核區(qū)。 富含星際氣體、塵埃和年輕恒星。 分為I

7、rr 和Irr 兩類。I型星系具有隱約可見(jiàn)的旋渦結(jié)構(gòu)，型星系無(wú)定型的外貌，往往有明顯的塵埃帶。它們可能是正在爆發(fā)或爆發(fā)后的星系，或是受伴星系的引力擾動(dòng)而扭曲了的星系。 M82IC5152星系分類小結(jié) 旋渦/棒旋星系 (S, SB) 橢圓星系 (E)不規(guī)則星系(Irr)由恒星和氣體構(gòu)成的扁盤（包含旋臂和核球）和星系暈。棒旋星系的核心有棒狀結(jié)構(gòu)球形或橢球形，除中心核區(qū)外無(wú)其他結(jié)構(gòu)無(wú)明顯結(jié)構(gòu)盤包含年輕和年老的恒星，暈只有年老的恒星只有年老的恒星包含年輕和年老的恒星盤包含大量氣體和塵埃，暈中的氣體和塵埃很少?zèng)]有或很少氣體和塵埃富含氣體和塵埃旋臂中有恒星形成過(guò)程近1010 yr沒(méi)有明顯的恒星形成過(guò)程強(qiáng)烈

8、的恒星形成過(guò)程盤中的恒星和氣體繞星系核心作圓軌道運(yùn)動(dòng)， 暈中的恒星繞繞星系核心作無(wú)規(guī)則軌道運(yùn)動(dòng)恒星繞星系核心作無(wú)規(guī)則軌道運(yùn)動(dòng)恒星和氣體作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)“Early Type”“Late Type”3、星系的距離和質(zhì)量星系距離的測(cè)量 （1）利用造父變星的周光關(guān)系測(cè)量星系距離（最遠(yuǎn)距離：20 Mpc）（2）標(biāo)準(zhǔn)燭光法 (standard candle) 通過(guò)比較星系中可證認(rèn)的某些標(biāo)準(zhǔn)（明亮）天體的視星等和絕對(duì)星等來(lái)確定星系的距離。（特點(diǎn)：光度高且基本恒定）（3）星系的速度彌散光度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系Tully-Fisher關(guān)系：對(duì)旋渦星系，速度彌散V = 220(L /L)0.22H原子21厘米譜線寬度速度彌散光

9、度 200 Mpc距離 Faber-Jackson 關(guān)系：對(duì)橢圓星系，速度彌散V = 220(L /L)0.25 (4) 紅移法 1929年Hubble與Humason發(fā)現(xiàn)由星系譜線紅移得到的星系退行速度V與星系的距離D成正比，稱為哈勃定律 VH0D星系質(zhì)量的測(cè)量 (1) 旋渦星系的旋轉(zhuǎn)曲線 譜線位移 自轉(zhuǎn)速度 質(zhì)量(2) 橢圓星系中恒星的無(wú)規(guī)運(yùn)動(dòng)譜線位移 平均無(wú)規(guī)運(yùn)動(dòng)速度 質(zhì)量 類似，對(duì)雙重星系與星系團(tuán)譜線位移 星系的運(yùn)動(dòng)速度 + 星系間的距離 統(tǒng)計(jì)（引力）質(zhì)量 星系 NGC 247自轉(zhuǎn)曲線：實(shí)心和空心點(diǎn)分別代表HII區(qū)和HI 區(qū)，實(shí)線代表只考慮可見(jiàn)物質(zhì)的自轉(zhuǎn)曲線 星系質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果正常漩渦

10、星系與橢圓星系質(zhì)量 1011 -1012 M不規(guī)則星系質(zhì)量 108 -1010 M矮橢圓星系質(zhì)量 106 -107 M星系團(tuán)質(zhì)量 1013 -1014 M星系和星系團(tuán)的引力質(zhì)量大約是可見(jiàn)質(zhì)量的10 倍。（漩渦星系的旋轉(zhuǎn)曲線 引力質(zhì)量比可見(jiàn)質(zhì)量大3-10倍。 ）宇宙中90%以上的質(zhì)量來(lái)自暗物質(zhì)。 星系的基本性質(zhì)小結(jié) 旋渦星系不規(guī)則星系矮橢圓星系巨橢圓星系直徑（ly）901032010330103150103質(zhì)量（M ）1011-1012106105-1071013光度（L ）10101091081011顏色藍(lán)（盤）紅（暈與核） 藍(lán)紅紅氣體百分比5%15%1%1%恒星類型年輕（盤）年老（暈與核）年

11、輕年老年老質(zhì)光比(M/L)Irr(M/L)S(M/L)E 4、星系的形成與演化星系的形成What were the first sources of light in the Universe? How were luminous parts of galaxies assembled?How did the Hubble sequence of galaxy morphologies form?How do galaxies interact with their environment?What are the global histories of star-formation, met

12、al enrichment, and gas consumption?What is the relationship between active galactic nuclei and their host galaxies?兩種模型(1) 自下而上模型（bottom-up）較小的（106 M)、不規(guī)則星系首先形成。 星系合并形成較大的（109-1011 M）星系。 在引力的作用下聚集成星系團(tuán)和超星系團(tuán)，產(chǎn)生星系團(tuán)間的巨洞。 “Hierarchical” 等級(jí)成團(tuán)觀測(cè)證據(jù)Hubble空間望遠(yuǎn)鏡的深場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)位于2000 Mpc距離之外存在大量的不規(guī)則的小星系（超過(guò)同類星系在近距離星系中的比

13、例）。(2) 由上而下模型（top-down）原始?xì)怏w的坍縮首先產(chǎn)生巨大的（1014M）、薄餅狀的云塊（超星系團(tuán)）。 云塊分裂成星系團(tuán)和星系。 星系的演化星系的形態(tài)與恒星形成 星系形成于氣體云的坍縮。 星系的形態(tài)與星系中的恒星形成有關(guān)。 如果恒星形成較快， 星系內(nèi)的氣體很快被用光， 沒(méi)有星系盤形成， 橢圓星系。 如果恒星形成較慢， 星系內(nèi)有大量的氣體形成星系盤， 盤內(nèi)的恒星形成， 旋渦星系。 內(nèi)在因素橢圓星系形成于初始漲落中的較密的區(qū)域，所有的氣體在10億年內(nèi)耗盡用于形成恒星旋渦星系形成于相對(duì)較稀的區(qū)域，在湍動(dòng)的影響下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，早期恒星形成過(guò)程產(chǎn)生暈和核中的恒星，剩余的氣體形成盤，維持持續(xù)的恒

14、星形成。 外部環(huán)境因素觀測(cè)線索 質(zhì)量最大的星系是橢圓星系星系間的合并、碰撞 小星系碰撞導(dǎo)致恒星的快速形成 形成橢圓星系5、星系集團(tuán) 星系在空間的分布并不是均勻的，在相互引力的作用下有聚集成團(tuán)的傾向。 根據(jù)成員星系的多少，星系集團(tuán)可以分為 雙重星系 (binary galaxies)多重星系 (multiple galaxies)星系群 (group of galaxies)星系團(tuán) (cluster of galaxies)超星系團(tuán) (supercluster of galaxies) 星系集團(tuán)越大，它們的物質(zhì)密度與宇宙平均物質(zhì)密度就越接近。 1). 本星系群 (the Local Group)

15、 銀河系所處的星系群，大小約1 Mpc。 由銀河系、仙女星系（M 31）等附近約30個(gè)星系組成。包含 3個(gè)旋渦星系（銀河系、M 31、M 33），4個(gè)不規(guī)則星系（大、小麥哲倫云等），和20多個(gè)橢圓星系。 銀河系和仙女座星系是本星系群中質(zhì)量最大的兩個(gè)星系，分別位于本星系群的兩端，在引力作用下分別帶領(lǐng)周圍質(zhì)量較小的星系相互繞轉(zhuǎn)。本星系群的空間分布大、小麥哲倫云 (Magellanic Clouds) 1519年由F. Magellan首先記載。 離銀河系最近的星系。 LMC：距離D = 50 kpc，質(zhì)量M = 21010M，直徑d = 10 kpc。 SMC：距離D = 60 kpc，質(zhì)量M =

16、 4109M，直徑d = 6 kpc。 不規(guī)則星系。 含有大量的年輕恒星和中性H 氣體（遠(yuǎn)超過(guò)銀河系），但塵埃含量極少。 超新星1987A爆發(fā)于大麥哲倫云。 仙女星系（M 31） 本星系群內(nèi)質(zhì)量最大的星系。距離690 kpc，直徑 60 kpc。 Sb型旋渦星系。 有一個(gè)明亮的、橢圓型的核。 有7個(gè)伴星系，都是橢圓星系。 M 33 本星系群內(nèi)質(zhì)量第三的星系。距離720 kpc，直徑18 kpc。 Sc型旋渦星系。 有大量星族I天體。 2). 星系團(tuán) (clusters of galaxies)CL1358+62 不規(guī)則星系團(tuán)形態(tài)松散，主要由旋渦星系組成 室女（Virgo）星系團(tuán)距離18Mpc，

17、直徑3 Mpc，成員星系2500個(gè)，其中橢圓星系占19%，旋渦星系占68%。室女星系團(tuán)的中心區(qū)域規(guī)則星系團(tuán)結(jié)構(gòu)致密、球?qū)ΨQ分布，主要由橢圓星系和透鏡狀星系組成 后發(fā)(Coma)星系團(tuán)距離 90 Mpc, 直徑 3 Mpc，成員星系6700個(gè)，橢圓星系聚集在星系團(tuán)中心，旋渦星系分布在外圍。富星系團(tuán)與貧星系團(tuán)后發(fā)（Coma）星系團(tuán)包含幾千個(gè)星系武仙（Hercules）星系團(tuán)中的星系數(shù)目不足100星系團(tuán)的質(zhì)量 星系團(tuán)由于成員星系的運(yùn)動(dòng)而免于坍縮，由此可估計(jì)星系團(tuán)的質(zhì)量：M rV2/G對(duì)一個(gè)典型的富星系團(tuán)：r 1 Mpc, V 1000 km/s M 21014 M星系團(tuán)通常包含 1000 星系，每個(gè)

18、星系的光度 LMW 1010 L 質(zhì)光比 M/L 20 M/L 星系團(tuán)中 95% 的物質(zhì)是暗物質(zhì)！ 星系際氣體 (intergalactic gas) X射線衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)在星系團(tuán)內(nèi)存在大量的熱氣體（溫度107 - 108 K，密度1 cm-3 ）。氣體的質(zhì)量與星系團(tuán)的可見(jiàn)質(zhì)量相仿或稍高。因此它不能解決星系團(tuán)的短缺質(zhì)量問(wèn)題。 室女星系團(tuán)為了束縛熱氣體，星系團(tuán)內(nèi)必定包含大量暗物質(zhì)星系A(chǔ)bell 2390（上）和MS2137.3-2353 （下）的X射線（左）與光學(xué)（右）像。氣體與恒星的質(zhì)量?jī)H為束縛氣體所需質(zhì)量的13%3). 星系間的相互作用 星系團(tuán)內(nèi)星系的分布更為密集。 相互碰撞的可能性更大。 天

19、 體太陽(yáng)系行星銀河系恒星星系團(tuán)內(nèi)星系距離/直徑105106102哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的（100小時(shí)）深場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)在109 pc距離處存在大量年輕的、不規(guī)則形態(tài)的小星系。表明在100億年前星系間的碰撞是十分普遍的。 星系碰撞的后果 星系形態(tài)的變化和星暴 (starburst) 現(xiàn)象 潮汐力 星系際物質(zhì)橋（尾）氣體壓縮 大量恒星快速形成（星暴星系） NGC 1531/2 Stefans QuintetM51的旋渦結(jié)構(gòu)、塵埃與恒星 旋臂形成過(guò)程的數(shù)值模擬NGC 4038/9 (Antennae, 天線)Hubbles Advanced Camera Unveils a Panoramic New View

20、 of the UniverseThe Tadpole （蝌蚪）Galaxy, UGC 10214The Mice（老鼠）, NGC 4676(2) 星系的并合和吞食 巨橢圓星系的形成線索 巨橢圓星系與矮橢圓星系的質(zhì)量比 107在星系高密度區(qū)（如富星系團(tuán)中心）旋渦星系的數(shù)量很少。超巨橢圓星系特征：(i)非常延展的暈，(ii) 中心區(qū)有多個(gè)核，(iii) 通常位于星系團(tuán)的核心。 星系團(tuán)Abell 2199中心星系核區(qū)的小星系 兩個(gè)漩渦星系的并合橢圓星系4). 超星系團(tuán) (superclusters) 超星系團(tuán)由若干（幾十-幾百）星系團(tuán)組成的星系集團(tuán)。 大小約100 Mpc，質(zhì)量可達(dá)約1016 M

21、。成員星系團(tuán)之間的引力作用較弱 超星系團(tuán)膨脹。 質(zhì)量較大的超星系團(tuán)具有細(xì)長(zhǎng)、纖維狀結(jié)構(gòu)，無(wú)明顯的核心和對(duì)稱性。 長(zhǎng)：100-300 Mpc寬：50-100 Mpc 厚：5-10 Mpc (2) 本超星系團(tuán)本星系群所處的超星系團(tuán)，中心在室女星系團(tuán)附近，半徑約30 Mpc。質(zhì)量 1015 M扁平形態(tài)（旋轉(zhuǎn)？）本星系群以250-350 kms-1的速度向室女座方向運(yùn)動(dòng)5) 宇宙的大尺度結(jié)構(gòu) (large scale structure)大尺度（100 Mpc）星系紅移巡天，通過(guò)同時(shí)觀測(cè)幾千個(gè)星系的光譜確定其位置與距離。 發(fā)現(xiàn)星系的分布是不均勻的，具有類似海綿狀的結(jié)構(gòu)，由細(xì)長(zhǎng)的纖維（超星系團(tuán)）及其周圍

22、的巨洞 (voids) 組成。 巨洞的典型大小為50 Mpc。宇宙中大部分物質(zhì)位于纖維結(jié)構(gòu)上，約占整個(gè)空間體積的1%-2%。“長(zhǎng)城”6、活動(dòng)星系絕大部分星系是正常星系，但也有部分星系表現(xiàn)出強(qiáng)烈的活動(dòng)性，在觀測(cè)上分為下面幾種：射電星系（radio galaxies）賽弗特星系(Seyfert galaxies)蝎虎（BL Lac）天體(BL Lac objects) 類星體(quasars)活動(dòng)星系的特征 (1) 高光度 X射線光度光學(xué)光度射電光度 銀河系111射電星系100-5,00022,000-2106賽弗特星系300-7104220-2106類星體 (3C 273)2.5106 2506

23、106高光度反映出它們的壽命很短，因此可能是正常星系的某個(gè)演化階段。 (2) 非熱連續(xù)輻射正常星系：黑體輻射，極大值在光學(xué)波段，輻射主要來(lái)自星系內(nèi)的恒星活動(dòng)星系：熱輻射（紅外）+ 非熱輻射，極大值在遠(yuǎn)紅外波段 (3) 快速光變光變時(shí)標(biāo)：幾天1年核區(qū)的大小不超過(guò)1光年(從光變時(shí)標(biāo)可以估算出輻射區(qū)大小)(4) 特殊形態(tài)亮核、噴流、不規(guī)則形態(tài)(5) 強(qiáng)發(fā)射線和偏振輻射（已改正到靜止波長(zhǎng)，觀測(cè)到的波長(zhǎng)有紅移）射電星系 (radio galaxies)1960s, 英國(guó)射電天文學(xué)家完成 the 3rd Cambridge Catalog of radio sources （3C）. 很多射電源與遙遠(yuǎn)光學(xué)

24、星系位置重合。這些射電源包括位于星系中心的點(diǎn)源和跨越數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)光年的延展源。射電光度（1042-1045 ergs-1）遠(yuǎn)大于正常星系（1037-1039 ergs-1）。 射電輻射一般具有非熱性質(zhì)。 大多數(shù)是橢圓星系。往往是星系團(tuán)中光度最高、質(zhì)量最大的星系。在形態(tài)上分為致密型和延展型兩類 致密型射電星系的射電像與光學(xué)像一致或稍小，射電輻射來(lái)自核心(core)。延展型射電星系的射電像大于光學(xué)像，常表現(xiàn)為雙瓣(lobe)結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)達(dá)1 Mpc）。射電輻射來(lái)自雙瓣。典型源 M87：室女(Virgo)星系團(tuán)中心的巨橢圓星系。第一個(gè)觀測(cè)到噴流的星系。噴流的長(zhǎng)度約2 kpc，有團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，在射電到X射線波

25、段產(chǎn)生同步加速輻射(相對(duì)論電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的輻射)。 光學(xué) 射電 紅外（Cygnus A（NGC 5128）：具有射電噴流的超巨橢圓星系（E2），呈現(xiàn)典型的雙瓣結(jié)構(gòu)（相距約300 kpc），可能源于5108年前的星系合并。藍(lán)色：光學(xué)； 紅色：射電理論模型 射電星系的致密核（超大質(zhì)量黑洞）以連續(xù)噴流或分立團(tuán)塊的形式，向兩側(cè)對(duì)稱地拋射高能電子。 高能電子沖擊星系周圍的物質(zhì)產(chǎn)生雙瓣。 高速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中產(chǎn)生同步加速輻射。 致密型和延展型射電星系在本質(zhì)上是一致的。它們不同的形態(tài)可能是由觀測(cè)著視線方向的不同造成的。美國(guó)天文學(xué)家賽弗特1943年首先發(fā)現(xiàn)一些旋渦星系具有不尋常的亮核和發(fā)射線，賽弗特星

26、系因此而得名。NGC 1566 NGC 4151的逐次深度曝光像亮核星系賽弗特（Seyfert）星系 一些賽弗特星系有很強(qiáng)且寬的H和重元素的發(fā)射線。根據(jù)發(fā)射線寬度的不同，賽弗特星系可以分為I型和型兩類。前者同時(shí)具有很寬的H線和相對(duì)較窄的電離金屬線，后者僅有窄線。相應(yīng)的氣體運(yùn)動(dòng)速度分別為104 kms-1（寬線區(qū)）和103 kms-1（窄線區(qū)）。不同類型賽弗特星系的差別可能是由于相對(duì)觀測(cè)者視向的不同引起的。蝎虎（BL Lac）天體 原型：蝎虎座BL（1929年發(fā)現(xiàn)）。恒星狀，有暗弱包層 非熱連續(xù)譜，發(fā)射線極弱或完全觀測(cè)不到。在伽瑪射線波段輻射主要能量，同時(shí)有強(qiáng)烈的射電、紅外輻射。 通常寄主星系是

27、橢圓星系。 3C 279在幾天到幾個(gè)月的時(shí)標(biāo)內(nèi)有快速而猛烈的光變致密核 -射線波段X-射線波段類星體（Quasars） 在20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的射電源中，有些光學(xué)視形態(tài)類似于恒星，無(wú)法分解，因而被稱為類星射電源，簡(jiǎn)稱類星體。光譜中有強(qiáng)而寬的未知發(fā)射線。1963年Maarten Schmidt證認(rèn)出它們實(shí)際上是紅移了的H和其他元素的發(fā)射線。類星體3C 273的譜線紅移量達(dá)到0.16, 距離660 Mpc。目前觀測(cè)到的類星體最大紅移達(dá)到7。因此類星體是觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)、最年老、也是輻射功率最大的河外天體。Maarten Schmidtz=(-0) /0有些類星體有噴流，射電源通常有雙瓣結(jié)構(gòu)。 3C

28、273長(zhǎng)達(dá)30 kpc的噴流 2300-189的射電噴流和雙瓣 類星體實(shí)際上是活動(dòng)星系核。與類星體相比，它們的宿主星系十分黯淡。 Hubble空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)類星體位于星系團(tuán)中，并觀測(cè)到了類星體周圍的霧狀結(jié)構(gòu)，它們來(lái)自宿主星系中的恒星輻射。 Einstein十字：引力透鏡引起的類星體四重像 引力透鏡引力場(chǎng)源對(duì)位于其后的背景天體（如類星體）發(fā)出的電磁輻射所產(chǎn)生的會(huì)聚或多重成像效應(yīng)?；顒?dòng)星系主要特征的比較 射電星系 賽弗特星系 蝎虎天體 類星體光學(xué)形狀 橢圓 旋渦 不明 類星射電形狀 噴流與雙瓣 核區(qū)有弱輻射 核區(qū)有弱輻射 噴流與雙瓣(部分)連續(xù)譜 非熱輻射 + 熱輻射發(fā)射線 寬 寬與窄 無(wú)（弱）

29、寬與窄譜線紅移量 0.01-0.3 0.003-0.06 0.05-0.4 0.2-7吸收線來(lái)源 恒星 無(wú) 無(wú)（？） 前景氣體云活動(dòng)星系核的理論模型 星系的活動(dòng)源于核心區(qū)域（活動(dòng)星系核）超大質(zhì)量（106-1010 M）的黑洞，黑洞的物質(zhì)吸積提供了活動(dòng)星系的能源。黑洞吸積的物質(zhì)來(lái)自由于星系核心附近的恒星碰撞和星系間碰撞而剝離出的氣體。吸積氣體在黑洞周圍形成吸積盤（大小約幾光天），在螺旋接近黑洞的過(guò)程中受到加熱，產(chǎn)生巨大的能量黑洞在吸積過(guò)程中可能在黑洞的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向形成雙極噴流，噴流在遠(yuǎn)離核區(qū)處與星系際物質(zhì)相互作用形成射電瓣。 黑洞吸積盤周圍區(qū)域的結(jié)構(gòu)寬發(fā)射線區(qū)，大小約幾光月，其中電離氣體具有較高的（104 kms-1）運(yùn)動(dòng)速度；窄發(fā)射線區(qū)，大小約10-104光年，其中電離氣