摘要:在扫视了临近星系与我们的银河系近郊之后,巴德发现仙女座星系的中央凸起处,那些以红色为主的恒星与我们银河系球状星团(Globular Cluster)和银晕(Halo)十分相似。而星族Ⅱ则与旋臂的位置没有任何相关性,它们遍布在整个银河系,有名的天琴座RR变星、行星状星云环绕的恒星。

20世纪40年代之前,天文学家一直坚信所有的恒星都一样,至少是非常相似。这些星空子民不像人类那般复杂,更纯粹、物理、平等……

然而,当二战的炮火在人类世界轰鸣时,有人在漆黑的夜空下,凝视良久,发现栖息于星系里的恒星原来也有着类似人类的群居习惯,从此有了恒星的族群分类。

原始信念的崩溃,往往伴随着新认知的觉醒。

这种关于恒星分类的认知,开启了恒星和星系演化的边缘领域,成为了未来几十年天体物理学中最肥沃、最令人兴奋的研究领域之一,也拉开了全面认识银河系的序幕。

人以群居,星以族分

二战期间,一名美籍德裔科学家,由于血统问题,被隔离在了美国当时的军事研究工作之外,只得在洛杉矶外郊的威尔逊山天文台没事打量星星。

他就是与兹维基(Zwicky Fritz)一同为“超新星”命名的天文学家


由于其他所有威尔逊天文台的天文学家都忙于参与武器研究计划,那个沉默、高傲,兹维基口中的“巴德纳粹”(当然他不是)开始长期独自霸占威尔逊天文台,眺望他所热爱的星空。

地球上的炮火声,丝毫没有影响星空的宁静。甚至由于战时停电,反而让洛杉矶的星空显得更加幽暗深邃。没有了光污染,巴德看见了许多不曾见到的星空细节。

在那个战时的小世界,陪伴巴德的是一台大望远镜,一片漆黑的天空。

在扫视了临近星系与我们的银河系近郊之后,巴德发现仙女座星系的中央凸起处,那些以红色为主的恒星与我们银河系球状星团(Globular Cluster)和银晕(Halo)十分相似。他还注意到所有这类恒星与太阳系附近旋臂中的蓝色恒星在颜色、位置、运动方式上都存在差异。

1944年,巴德通过总结他观测到的恒星数据,把银河系里的恒星分为了两类,


巴德提出的恒星分类,有人认为堪比哈勃发现宇宙膨胀后的又一大敏锐洞察,极大促进了天文学的发展。

两个星族的区别


Bulge:中央凸起;Halo:银晕; Disk:银盘;Galactic center:星核

随着对两大星族的深度研究,大致给它们归纳出了以下4大差异:

星族Ⅰ被限制在银盘上,它们主要栖息在银河系的旋臂中,有明亮的超级巨星、高亮度主序星(光谱等级O和B)。它们时常组合成一些松散的恒星集团,称为年轻的

而星族Ⅱ则与旋臂的位置没有任何相关性,它们遍布在整个银河系,有名的天琴座RR变星、行星状星云环绕的恒星。它们时常组合成非常密集的恒星集团,称为古老的

星族Ⅰ与星族Ⅱ的在银河系中的位置差异,主要源于其运动方式的不同。

星族Ⅰ集中在银河系的旋臂中,围绕银河系中心以接近圆形的轨道运行。各恒星轨道大致以圆环套圆环的方式排列。


1917年,

今天,我们对恒星演化的了解比上世纪40年代更深刻,从而使我们可以确定恒星的年龄。

我们能知道恒星的年龄,是基于对恒星的光谱分析,而光谱分析能得出恒星的元素成分。

所有恒星大部分都是由氢元素和氦元素构成,但却会混杂有不同比重的

真实的银河系居民

当然,任何分类理论都无法囊括全部,它只能为我们分析问题,看待事物提供了一个假设基础,为实验验证提供一个起点。

某种程度上来说,银盘的厚度也是不确定的。要确切描述它取决于我们用来定义它的恒星对象,然而它们并没有清晰的边界。最热的年轻恒星及其伴生的气体和尘埃云大多位于约300光年厚的区域,而年纪较大的恒星则存在于厚度约为3000光年的区域内。


那些银晕恒星的大部分时间都游荡在银盘的上方或下方,但由于它们斜插银盘的高度椭圆轨道,有时它们也会出现在太阳系附近。


恒星密度最高的区域是星系中央凸起处(越中心越密集),即银河系内部的

为什么会这样?


而这与围绕银河系徘徊的

这是因为小星系并不特别拥挤,恒星的形成也很慢。因此,其内的超新星爆发相对较少。另外,因为小星系的引力有限,使它们更难回收超新星爆发喷出的气体,造成重元素的逃离。

关键概念与总结

我们可以粗略地把银河系中的恒星分为两类。年代久远且重元素很少的恒星被称为星族Ⅱ,存在于银晕和球状星团中。星族Ⅰ比星族Ⅱ拥有更重的元素,以及连续的金属丰度和稳定的轨道形状,它们通常更年轻,排列在银盘中,尤其集中在旋臂中。

星族Ⅰ是由前几代恒星抛入星际介质的重元素为星种凝聚形成的。在星系中央凸起处的恒星,大部分有100亿年的历史,且含有异常高的重元素,大概是因为在这个稠密的区域有许多质量很大的第一代恒星,这些恒星很快就走完了一生,播撒了大量重元素孕育下一代的恒星。

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