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基本简介

  广义地说,有明显的射电辐射的星系,都可以叫作射电星系。在10~10赫范围内射电功率为10~10尔格/秒的星系,称为正常射电星系;射电功率比正常射电星系强10~10倍的星系,称为特殊射电星系(见河外射电)。历史上曾把射电星系当作某种光学特征异常的“活动”星系。现在看来大多数射电星系的光学特征并不特殊。射电星系大多是椭圆星系(E)、巨型椭圆星系(D)、介于二者之间的ED星系和超巨型椭圆星系(cD),不规则星系很少。它们往往是星系团中最亮的成员星系,质量也大。有的射电星系是N型特殊星系和塞佛特星系。

  有明显的射电辐射的星系﹐都可以叫作射电星系﹐在10~10赫范围内射电功率为1037~1041尔格/秒的星系﹐称为正常射电星系﹔射电功率比正常射电星系强10~10倍的星系﹐称为特殊射电星系(见河外射电)。历史上曾把射电星系当作某种光学特征异常的“活动”星系。

  从射电星系与其他活动星系核既相似又有区别来看,有人认为射电辐射只是某些类型天体在某个演化阶段上的表现。射电星系可能是类星体的一种演化结果,是“死亡”了的类星体。总之,射电星系与光学体之间的关系还有待进一步研究。至于中心天体如何产生巨大的能量,这是研究各种活动星系(见激扰星系)的重要问题。不久前对M87进行观测,结果发现在它的核心确实存在一个超大质量的天体,相当于9×10□个太阳质量,很可能是一个黑洞。因为射电星系比类星体距离我们近,如果它们有某种共同“活动”机制的话,那么仔细研究射电星系,对于解决类星体的能源问题是大有帮助的。

类型特征

  射电星系的射电形态多种多样,可分为致密型、核晕型、双瓣型、头尾型和包含多个子源的复杂型。射电星系大多为椭圆星系、巨椭圆星系和超巨椭圆星系。射电星系的光谱很像塞佛特星系,多数类似于Ⅱ型塞佛特星系,少数类似于Ⅰ型塞佛特星系。不过,塞佛特星系却是旋涡星系。射电星系同其他也发出强烈射电辐射的星系,如类星体、塞佛特星系、蝎虎座BL型天体等其他活动星系核的关系,尚有待研究。有些射电星系还发出强烈的红外辐射和X射线。

  一般的星系都有射电辐射。通常指发出强烈的射电辐射(比一般的星系强一百到一百万倍)的星系。射电星系的射电连续谱一般为幂律谱,且有偏振,谱指数平均为0.75。射电辐射具有非热性质,起源于相对论性电子在磁场中运动时产生的同步加速辐射。有些射电星系的射电辐射流量和偏振常有变化。

  射电星系的射电形态多种多样,可分为致密型、核晕型、双瓣型、头尾型和包含多个子源的复杂型。射电星系大多为椭圆星系、巨椭圆星系和超巨椭圆星系。射电星系的光谱很像塞佛特星系,多数类似于Ⅱ型塞佛特星系,少数类似于Ⅰ型塞佛特星系。不过,塞佛特星系却是旋涡星系。射电星系同其他也发出强烈射电辐射的星系,如类星体、塞佛特星系、蝎虎座BL型天体等其他活动星系核的关系,尚有待研究。有些射电星系还发出强烈的红外辐射和X射线。

  现在看来大多数射电星系的光学特征并不特殊。射电星系大多是椭圆星系(E)﹑巨型椭圆星系(D)﹑介于二者之间的ED星系和超巨型椭圆星系(cD)﹐不规则星系很少。它们往往是星系团中最亮的成员星系﹐质量也大。有的射电星系是N型特殊星系和塞佛特星系。

  近年来,还发现很多射电星系也是强的X射线源和红外源。单纯从射电特征来看,是不容易认识天体本质的。例如只凭射电资料,就无法区别射电星系和类星射电源,也无法确切肯定对应哪种类型的光学体。反之,从光谱分析,可以分出宽窄两类,分别同类星体和Ⅰ型、Ⅱ型塞佛特星系相似。

形态结构

  1、致密型:约15%的河外射电源有约0□001或更小的精细结构,与光学体位置相重合。用甚长基线干涉仪观测,发现它们通常由若干组源组成,例如3C84(NGC1275)。

  2、核晕结构:主体为恒星状源,外围有晕,并向两个相反方向延伸。中心可能有几个致密子源组成的复合结构。例如室女座A,中心有与光学源(M87)对应的双致密子源,外面由分布很广的射电发射区包围着。它最突出的光学特征是以每秒几万公里的高速从抛射出亮的蓝色喷射物,长达1.5千秒差距。这些喷射物又是强的紫外线和X射线源,由几个高偏振的凝聚块组成。光学晕为30千秒差距,射电晕还要大。

  3、延展的双瓣结构:延展源射电星系中约有一半大致具有这种结构,即外面是两个分立的射电子源(外延展瓣),中心为光学天体。例如,天鹅座,A射电星系两个外瓣相距186千秒差距,每个瓣约17千秒差距,外面较亮,形成热斑,与中心天体基本上在一条直线上。甚长基线干涉仪发现还有一个更弱的致密核,恰好位于中心的两个光学源之间。在米波段,两个外瓣之间有辐射桥。
射电星系

  4、复杂源:由多个子源组成的狭长辐射带,一般在光学体的两边以两个较强的子源为主体,靠里面又有一个至多个组源以及低亮度区域,形态较为复杂,直线分布也不很规则,例如3C288等。

  5、头尾结构:前面是一个有光学星系对应的致密源,随后有几对逐渐增大的双射电子源,并拖着范围逐渐增宽、频谱指数逐渐变陡、强度逐渐减弱的射电尾巴。尾巴长达数十至数百千秒差距。它们都是星系团的成员。

  射电谱和偏振 射电星系的射电连续谱一般写成幂律谱,即F□∝□□,其中F□为单色辐射流量密度,□为频率,□为频谱指数。射电星系大多具有直线谱,平均□值为0.75,辐射流量一般不变。其致密结构有平坦谱(□约为0~0.25)或者复杂谱,即有一个或多个极大值或极小值,而且辐射流量大多是变化的。近年来的厘米波段偏振测量表明,几乎所有射电星系都有线偏振,由百分之零点几到百分之几。

  从一个源来看,一般在较致密区域,线偏振较低,只有百分之几;而在延展的低亮度区域,却可高达60%。由观测大多数射电星系的频谱和偏振推断,射电辐射机制属于相对论性电子在磁场中运动产生的同步加速辐射。在延展区域,因较透明而得到直线谱;而在致密区域,因不全透明,自吸收可产生平坦谱以及各组源谱迭加而形成的复杂谱。光谱和能量,射电星系的光谱特征很象塞佛特星系,也可以分为两大类。大多数射电星系的中心光学源的光谱具有窄的轮廓,如Ⅱ型塞佛特星系。少数为宽线轮廓,如Ⅰ型塞佛特星系。从同步辐射磁能与电子能量均分出发,可以得到高达1060尔格的射电星系总内能。射电星系的寿命约107~9年。

  射电星系对于中心光学体有着明显的对称双型结构,外子源与光学体之间有许多相关特性。近年高分辨射电干涉仪发现外延展子源中也有较

实验依据

  20世纪由于最先进的科学技术应用到天文观测上,发现了许多新现象他们可能是“大爆炸”的证据。星系的退行通过光谱观测发现,遥远的星系均以很高的速度在彼此退行。这表明星系系统处于一种膨胀状态。天文学家据此进一步计算出宇宙的年龄约为200亿光年。宇宙时标用放射性年代学的方法测得月岩和最老的陨石年龄均为46亿年;由恒星演化模型导出的银河系中最老的恒星年龄为150亿年,迄今用各种独立的方法对不同天体测定的时标均在由星系的速度——距离关系所确定的宇宙年龄200亿年以内,这说明宇宙年龄是有限的。
射电星系(大爆炸证据)
  宇宙中的氦和氘通过对比较原始的星际气体的观测发现,在银河系和许多河外星系中,轻元素氦和氢的同位素氘相对于的数量基本上是均匀分布的。这和许多重元素的非均匀分布形成了鲜明的对照,用宇宙大爆炸理论解释就是:因为大爆炸后最初几分钟内预期出现的高温高密状态极易导致轻元素的合成;而重元素则是在众多的恒星内核深处合成,直到发生超新星爆发时才大量散布开来的,它们相对于氢的数量不会是均匀分布的。
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  射电星系60年代用综合孔径射电望远镜进行的大量观测表明,具有星系级能量的暗弱射电源的数目,比射电源空间均匀分布假设所预期的多很多,即射电星系在空间实际上不是均匀分布的。由此推断,在宇宙学时标上,射电星系是从较强的源演化成较弱的源的。

  微波背景辐射1965年首次发现宇宙间存在背景辐射,并且具有黑体谱,是温度相当于274K的黑体辐射,一般称为3K微波背景辐射。这种辐射正好解释为宇宙早期炽热火球的暗淡余光。按照大爆炸理论,随着宇宙的膨胀,原始火球的炽热的黑体辐射,势必要拉长波长、降低温度,进而导致今天在微波段观测到不足3K的背景辐射。

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