请帮我分析一下“星系”“星团”“星云”

遥望远处的星空时，壮观的银河划过天际，总让人心情愉悦，思绪万千。如果我们仔细观察，我们还可以看到银河系实际上是由许多恒星组成的。在天文学中，我们把这个由数百亿颗恒星和分布在其中的星际气体、宇宙尘埃组成的，占据数千万亿光年空间距离的天体系统称为“星系”。我们的太阳是银河系中的一颗普通恒星。

银河系并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法，人们已经观测到了上万个星系！然而，由于距离的原因，它们看起来远没有银河系那么壮丽。在望远镜的帮助下，它们看起来仍然像朦胧的云。离我们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云——也距离我们银河系数百光年。一般来说，我们把银河系以外的星系称为“河外星系”。

星系早期被归类为星云，直到1924年，在精确测量了仙女座星云(现在严格称为“仙女座河外星系”)的距离后，才正式确立了星系的存在。

星系的形状各不相同。我们大致可以将其分为五种类型:椭圆星系、透镜星系、螺旋星系、棒旋星系和不规则星系。星系在空间的分布并不均匀，它们经常聚集成星团。少的是三五成群，多的可能上百人聚集在一起。人们也称这类集团为“星系团”。

一个星系和它的恒星在运动。我们都知道地球绕着太阳转，太阳也在绕着银河系中心转，同时银河系整体也在转。在星系内部，恒星以两种方式运动:在围绕星系核心旋转的同时，还在一定范围内随机运动(科学家称之为“扩散运动”)。

星系的起源和演化与宇宙的早期演化密切相关。一般认为，当宇宙从剧烈爆炸中涌现出来时，大量物质被抛入太空。在宇宙中形成“气体云”。这些气体云处于平衡状态，但在某种作用下，平衡被打破，物质聚集在一起，质量高达今天太阳的数千亿倍！这些物质后来在运动中分裂，最终形成了无数的恒星。就这样，原始星系形成了。一般认为星系形成于大约100亿年前。

关于星系的演化，历史上曾经认为星系形态的序列是一个演化序列，即星系从椭圆开始，然后逐渐发展为透镜型、旋涡型、杆螺旋型，最后成为不规则型。这个观点在今天已经基本被推翻了。目前认为这一过程与恒星形成的力学机制有关，但仍处于假说阶段。

致密星系

光度几乎全部集中在核心区域的星系。这类星系的表面亮度很高，照相胶片上的图像很小，刚好可以和恒星的图像区分开来。它也被称为兹威特基星系，因为它是由瑞士天文学家F·兹威特基在20世纪60年代编制星系和星系团列表的过程中发现的。按密实程度可分为一般密实、中等密实、非常密实和极密实四类。致密星系不构成单一物理性质的一类。它包含许多类型的星系。有些致密星系是正常星系，但表面亮度很高。

螺旋星系是指具有螺旋结构的河外星系。从外面看，它在围绕核心旋转，有旋臂从核心延伸到太空。它的中心区域呈透镜状，周围环绕着扁平的圆盘，因此也被称为透镜星系。旋涡星系的旋涡形状最早是在1845年，观测犬星座M51时发现的。旋涡星系可分为正常旋涡星系和棒状旋涡星系。正常的旋涡星系可以分为三种，分别用A、B、C表示。Sa型中央面积最大，旋臂卷紧；Sb中心区小，悬臂式发展；Sc的中心区域变成一个小亮核，悬臂松弛。一个螺旋星系通常有一个稀疏的晕称为星系晕，它覆盖了整个星系，可能还有更稀疏的气体球，称为星系冕。一个星系的质量大约是太阳的6543.8+0亿到6543.8+0亿倍。一个典型的旋涡星系是仙女座星系M365.438+0。它距离我们大约220万光年，肉眼可以看到它是一片漂浮的薄云。一个星系的直径约为654.38+0.8亿光年，质量约为太阳的4000亿倍，其中可能有4000亿颗恒星。我们的银河系是一个巨大的螺旋星系。

注:透镜星系:在螺旋星系和杆状螺旋星系之间引入的过渡S0(无臂螺旋星系)和SB0(无臂杆状螺旋星系)。形状像侧视图的透镜。S0(SB0)系统和S(SB)系统的主要区别在于前者有旋臂，而后者没有。S0(SB0)系统和E系统的主要区别在于前者有星系盘，而后者没有。

棒螺旋星系是一个螺旋星系，由恒星组成的棒贯穿其核心。它的臂螺旋从杆的两端延伸出来，在旋臂中可以看到明亮的星云物质、疏散星团和一些暗物质带。杆体和铁芯部分看起来是作为一个整体旋转的，而旋转臂看起来是在杆和铁芯后面旋转的。棒旋星系一般用字母SB表示，按照旋臂从紧绕到展开的顺序可分为SBa、SBb、SBc三个亚型。离我们最近的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云都是棒旋星云，是麦哲伦1518-1520年环球航行时在南半球发现的。他们在银河系之外。前者距离我们654.38+0.7万光年，后者距离我们20万光年。它们的直径分别是银河系的四分之一和十分之一，质量分别是银河系的654.38+0%和2%。大麦哲伦星云中有一颗S星，光度是太阳的100万倍。另一个是蜘蛛星云，是我们观测到的最大的明亮星云。小麦哲伦星云和中国由氢原子组成的气体“桥”连接在一起。

椭圆星系是指形状为球形或椭圆形的河外星系。它们看起来像球状星团，但它们更大。中心区域最亮，向边缘逐渐变暗。它包含许多恒星，但没有或只有少量星际气体和星际尘埃。质量差别很大。质量最小的矮星系(指光度最弱的星系，有的是椭圆星系，有的是不规则星系，质量只有太阳系的654.38+0万到654.38+0亿倍)相当于球状星团。质量最大的超巨星系可能是宇宙中最大的恒星系统，达到10万亿太阳质量。椭圆星系由字母e表示，后面是表示椭圆级别的数字。E0代表星系的圆盘，E7是最平的椭圆星系。被详细研究的室女座星系团中的巨型椭圆星系M87，不仅存在固定的喷流现象，还存在各个方向的喷流现象。它的中心有一个非常明亮的蓝色核心，表明它的中心有一个巨大而致密的天体，很可能是一个黑洞。

不规则星系形状不规则，没有明显的核和旋臂，也没有旋转对称的星系。这样的星系用字母Irr表示。它只占全天最亮星系的5%。星系分为两种:IrrI有隐约可见的不规则棒状结构；IrrI类外观无定形，分不清星团等成分，常有明显的尘埃带。有些IrrII星系可能是爆炸后星系，比如M82。一些天文学家认为欧洲和小麦哲伦星云也是不规则星系。不规则星系富含气体，质量很小，往往不超过1010太阳质量。

星云

当我们谈论空间时，我们常常认为那里什么也没有，是一个黑暗而寂静的真空。其实这也不完全对。恒星之间的广阔空间可能是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等。人们称它们为“星际物质”。

星际物质与天体演化密切相关。观测证实，星际气体主要由氢和氦组成，与恒星相同。人们甚至怀疑恒星是由星际气体“凝聚”而成的。星际尘埃是一种小型固体物质，由碳化合物、氧化物等组成。

星际物质在太空中的分布并不均匀。在引力的作用下，有些地方的气体和尘埃可能会相互吸引，变得稠密，形成云。人们形象地称它们为“星云”。根据形态，银河系中的星云可分为弥散星云和行星状星云。

弥散星云就像它的名字一样，没有明显的边界，形状也常常不规则。它们的直径大约有几十光年，平均密度为每立方厘米10-100个原子(实际上这比实验室里得到的真空要低很多)。它们主要分布在银道面附近。更著名的弥散星云是猎户座星云和马头星云。

行星状星云看起来有点像烟圈，中心是空的，通常有一颗明亮的星星。恒星不断向外抛出物质，形成星云。可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果。著名的有宝瓶座螺旋星云和天琴座环状星云。

明亮的星云是更明亮的星云。根据发光方式的不同，可分为发射星云和反射星云。中间有一颗非常热的恒星(中央星)，星云吸收中央星的紫外辐射，然后发出可见辐射。这个明亮的星云被称为发射星云。它的光度随着中心恒星的温度而增加。这个星云中有大量的气体，富含紫外线的星光激发了这些星云中的气体，从而使这些星云自己发光。猎户座星云是一个巨大的弥漫星云，在其中心和周围有一些明亮的高温恒星，它们激发氢，使其发出绿色的光。它的直径有300万光年，但直径27光年中只有很小一部分被星光照亮，所以能被我们看到。反射附近明亮恒星的星光并使自身可变的星云称为反射星云。这样的星云通过反射太阳光就像月亮和行星一样明亮。反射星云的星光被反射[应该是散射]是因为星云中有大量的尘埃[十分之一厘米大小]。昴宿星团中的星云是反射星云之一。此外，还有一些星云，如北美星云中的NGC7000，兼具发射星云和反射星云的特征，是混合星云。

暗星云是一种不发光的弥散星云。我们能看到暗星云，是因为它吸收了背景的星光，减弱了背景星光，这说明了暗星云的存在。它是一种气体云，既不会反射嵌入恒星的光，也不会自己发光。暗星云之所以会吸收光线，是因为其中含有约十分之一厘米大小的尘埃(这与亮星云的物质性质没有本质区别)，这些尘埃团覆盖了背后明亮天体的光线。与反射星云不同的是，反射星云附近有亮星，而暗星云附近没有亮星。此外，太空中还有许多其他的暗星云。从表面上看，它们是空的，但实际上它们是巨大的气体和尘埃团，只是因为附近没有明亮的恒星来照亮它们。1974年，赫歇尔父子首次发现了天空中明亮的银河系，从天鹅座开始，仿佛有一条“巨大的裂缝”贯穿银河系，试图将它一分为二。这片广阔的黑暗区域是由气体和尘埃组成的黑暗星云。在同一个星云上，既有亮星云也有暗星云，比如猎户座著名的马头星云。

弥漫星云是指形状不规则、边界不清晰的星云。这种星云比行星状星云大得多，平均延伸数十光年，但要暗淡得多，密度也薄得多，每立方厘米只有几个质子和电子。质量不等，一般是太阳质量的10倍。大的可以达到太阳质量的几千倍，小的只有太阳质量的几分之一，一般由气体和尘埃组成。在银河系中，弥散星云分布不均匀，有的还有团状结构的现象。星云种类繁多，形状各异，大致可分为亮星云、暗星云、发射星云、反射星云和球状体。

行星状星云是发射星云的一种，呈圆盘状或环状，有微弱的扩展视野。通过望远镜看，它有一个略带绿色的圆形表面，像天王星和海王星一样边缘清晰。1977年，F.W .赫歇尔发现了这样的天体，并称之为行星状星云。它的中央部分有一个很小的核心，就是温度很高的中央星。行星状星云的气体壳以每秒10公里到50公里的速度膨胀。其化学成分与恒星相似，质量一般在0.1到1太阳质量之间，密度在100K到10000原子[离子]每立方厘米之间，温度在6000K到10000K之间，中央恒星的温度高达30000K，估计行星状星云的平均寿命为这种星云的出现象征着恒星已经老去。银河系存在期间[约10-10亿年]，有近10亿到10亿颗恒星，经历了行星状星云阶段。所以这个天体很可能是一个无处不在的天体。银河系中的大多数恒星在“死亡”之前，都有可能穿过行星状星云。

超新星遗迹是超新星爆发时，恒星外层将大量物质快速抛向太空，它们与星际物质相互作用，形成丝状气体云，气体壳层遗留在太空中。射电天文学出现以来，发现超新星遗迹都是很强的射电源。目前，银河系中已经发现了100多颗超新星，其中蟹状星云是非常重要的超新星遗迹，已经被详细研究过。大多数超新星遗迹都有丝状明亮的云或壳。这些细丝向外扩展，不同的细丝以不同的速度扩展。超新星遗迹发出的光非常强烈。蟹状星云虽然发现于近1，000年前的宋朝，但其光度现在比太阳光强10，000倍。一般认为遗物的发光机制是同步辐射，即高能电子绕磁场高速旋转发出的辐射。

星团

恒星往往是成群分布的。一般来说，我们把拥有十颗以上恒星，并且在物理性质上相互联系的星团称为“星团”。比如金牛座的昴宿星和巨蟹座的双鱼座。

根据星团所包含的恒星数量、星团的形状及其在银河系中的位置，星团可分为疏散星团和球状星团。疏散星团一般由几十到几千颗恒星组成，结构松散，形状不规则。它们一般分布在银道面附近，因此也被称为“星系团”。目前在银河系中发现的疏散星团有1000多个，包括金牛座的昴宿星团和刚刚提到的昴宿星团。

球状星团由成千上万颗恒星组成。它们聚集成球体，越靠近中心密度越大。球状星团大多分布在银河系的中心。一个球状星团中的恒星几乎都是同时形成的，它们的演化过程大致相同。著名的球状星团，比如五仙座，由大约250万颗恒星组成，距离我们大约25000光年。