I = I 0 ( r / a + 1) -2 其中I是表面亮度 , I 0是中心亮度 , r是距中心的距离 , a是缩放常数 。 这些公式中的任何一个都很好地描述了结构 , 但都没有解释它 。 根据恒星之间的相互引力以及恒星之间近距离接触的长期影响 , 可以推导出一组稍微复杂一些的方程 。 这些球体组件模型(在其他星系组件存在的情况下进行了适当修改)非常适合观察到的结构 。 自转不是一个重要因素 , 因为大多数椭圆星系和螺旋系统的球体部分(例如银河系)自转缓慢 。 关于这些物体结构的一个悬而未决的问题是为什么它们像其中一些一样扁平化 。 在大多数情况下 , 测量的旋转速率不足以解释基于围绕其短轴旋转的扁球体模型的扁平化 。 一些椭圆星系是绕其长轴旋转的长椭球体 。 除了像 S0、SB0、Sa 和 SBa 系统这样的早型星系外 , 螺旋星系和不规则星系具有发射大部分亮度的扁平恒星成分 。 圆盘部分的厚度大约是其直径的五分之一(这取决于所考虑的恒星类型;参见 银河系) 。 恒星呈径向分布 , 向外呈指数递减;即 , 亮度遵循以下形式的公式
日志I = ? k r 其中I是表面亮度 , r是距中心的距离 , k是缩放常数 。 这个常数取决于星系的类型和它的内在光度 。 对于早期的哈勃星系(Sa 和 SBa)和亮度最低的星系 , 向外倾斜的坡度最大 。
螺旋臂
旋涡星系臂的结构取决于星系类型 , 并且每种类型内部也有很大的差异 。 一般来说 , 早期的哈勃类型具有平滑、模糊的螺旋臂 , 螺旋臂很小 。 后面的类型有更多张开的臂(更大的俯仰角) 。 在给定的类型中 , 可以找到具有广泛臂的星系(围绕中心延伸两次或更多次完整旋转)和那些具有由许多短碎片组成的混乱臂结构的星系 , 这些短碎片围绕中心仅延伸 20° 或 30° . 所有旋臂都非常适合银河系文章中描述的形式的对数螺线 。
气体分配
如果在只显示中性氢气的波长下观察星系 , 它们的光学外观会大不相同 。 通常 , 在中性氢原子的无线电波长下检测到的气体分布更广 , 气体成分的大小通常扩展到光学可见图像大小的两倍 。 此外 , 在一些星系中 , 系统中心存在一个洞 , 几乎没有中性氢出现 。 然而 , 有足够的分子氢来弥补原子氢的缺乏 。 分子氢很难被检测到 , 但它伴随着其他分子 , 例如一氧化碳 , 可以在无线电波长下观察到 。
集群星系
星系往往聚集在一起 , 有时是小群 , 有时是巨大的复合体 。 大多数星系都有伴星 , 要么是附近的几个天体 , 要么是一个大尺度的星系团;换句话说 , 孤立的星系非常罕见 。
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