著者：黄姤

「宇宙岛」是历史上对星系的一种称呼，在天文学中把宇宙比作·海洋，星系比作·岛屿。「宇宙岛」的概念最早由伊曼努尔·康德（1724-1804，哲学家）提出，他在1755年发表的《自然通史和天体论》提出——

“广大无边的宇宙”之中有“数量无限的世界和星系”。

这个概念就是「宇宙岛」假说的渊源，康德认为在整个宇宙里面存在大量的与银河系类似的「河外星系」。

从观测的角度去证实河外星系是否存在，其实是经历了一个非常复杂的一个历程

在1920年的时候曾经举办过一次非常著名的“关于宇宙尺度的辩论”，辩论的主角是美国的两位天文学家，一位是沙普利 (Harlow Shapley， 1885-1972)，另外一位是柯蒂斯 (Heber D. Curtis， 1885-1972)。

沙普利：认为像仙女座星云和螺旋星云是小天体，并且只是银河系的一部分。
柯蒂斯：认为仙女座星云和其他一些与仙女座星云类似的星云都是独立的星系。

他们辨认的焦点主要是两个：

第一个：「漩涡星云」距离银河系到底有多远。

第二个：「漩涡星云」是恒星系统还是气体云。

「漩涡星云」在小望远镜里面都表现出类似于轴对称的结构，似乎反映了它们具有旋转的特点，但是对于这些星云的本质却有着很大的争议。

图解：漩涡星云

在沙普利所建立的银河系模型里面，沙普利发现这些「漩涡星云」它们离太阳的距离都小于银河系的尺度，这就意味着这些星云是银河系内的天体。但是柯蒂斯持有反对的意见，柯蒂斯认为这些「漩涡星云」是处于银河系之外的，也就是说「漩涡星云」是其他的星系。

沙普利与柯蒂斯的辩论这不仅仅涉及到「漩涡星云」的距离，更涉及到它们的本质，它们的组成。但是由于当时对星际消光、星系爆发以及物理过程还了解得不是很透彻，所以他们辩论并没有得到一个非常肯定的结论，直到美国的天文学家哈勃在仙女座星云·M31里面分解出了恒星。

注：1Kpc=308*10^16（米） 285Kpc=8778*10^17（米） 770Kpc=23716*10 ^18（米）

1924年，哈勃在仙女座星云分解出的恒星是一颗变星，它的亮度是在变化的，这类恒星称为「造父变星」，同时也证实了它确实是一个恒星系统，而这类恒星是可以用来测量距离的，哈勃发现仙女座星云距离我们的距离约是8778*10 ^17米，当然这个值今天看来是错误的，正确的距离是23716*10 ^18米，由于哈勃的观测结果证实了仙女座星云必定是一个河外星系，而不是银河系内的天体，从此以后星系天文学这样一个新的学科方向，就被开辟出来了。

星系天文学·「哈勃音叉图/哈勃序列」

哈勃在星系的观测里面通过对大量数据的分析，他把星系按照形态进行了分类，恒星的分类可以按照大小、光度、温度进行分类，但是在星系这个领域里面最常用的还是哈勃的形态分类法·「哈勃音叉图/哈勃序列」。

根据星系形态的不同，星系被分成以下几类：

椭圆星系、
旋涡星系、
棒旋星系、
透镜状星系、
不规则星系、

当然目前发现的很多星系已经不再能够简单地用哈勃序列来描述了，但是哈勃序列一直被沿用至今，作为我们对星系的一个比较粗糙分类的一个技术。

图解：哈勃的形态分类法·「哈勃音叉图/哈勃序列」

【椭圆星系】

「椭圆星系」实际上是椭球状的星系，只不过我们看到它在二维平面上的投影是一个椭圆，它的符号“E”这是取决于英文（Ellipse)·椭圆的第1个字母，椭圆的椭率是有大有小的，观测到的椭圆星系椭率有的大一些也有的会小一些，所以分别在“E”后面加上从0~7来代表星系的椭率：E0、E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7。E0代表是正圆形的，而E7代表椭率是最大的。

椭圆星系的组成都是由单颗恒星构成的，但是恒星的分布非常密集，它们都是非常年老的小质量恒星，小质量的恒星它们的温度一般是比较低的，所以它们产生的辐射在颜色上是偏向红色的，因此无法凭肉眼把它们分辨出来。从中心到边缘，恒星的分布是从密到疏的，这些恒星都是在做无规则的运动，在星系里面没有或者说只有很少量的星际气体和尘埃。

图解：【椭圆星系】·NGC 4365

【旋涡星系】

银河系就属于「漩涡星系」，从严格的角度来说，漩涡星系还分成正常的「漩涡星系」和「棒旋星系」。漩涡星系 (Spiral Galaxy)是具有漩涡结构的，符号用“S”来表示，在组成方面漩涡星系一般是由中心的核球、星系盘、星系晕、以及叠加在盘上的旋臂构成的，而在每一个组成的成分上面，恒星和气体的分布以及含量都是不一样的。

在旋臂上面主要的是大质量恒星，正是由于这个原因，旋臂往往表现得非常明亮，这是因为大质量恒星所产生的辐射很强，同时它会电离周围的气体使它们产生电离辐射。

而在星系盘里面是由小质量恒星占主导地位，恒星颜色一般都是呈现为蓝色。星系晕和核球通常都是一些年老的恒星，核球在整个星系里面所占有的比例是不一样的，所以在观测这些区域的时候颜色一般是呈现偏向红色的。

漩涡星系旋臂缠绕的程度是不同的，有些旋臂缠卷得很紧，有些缠卷得很松，根据这两个特征可以把漩涡星系分成：Sa、Sb、Sc这三个类型。

图解：旋涡星系·NGC 2841

【棒旋星系】

「棒旋星系」与「漩涡星系」非常相似，与正常的「漩涡星系」差别主要表现在最中心的核球的形态上，在「棒旋星系」里面最中心的区域不再是一个椭状的结构，而是一个棒状的结构，所以称这类星云为「棒旋星系· barred spiral」。

在「棒旋星系」里面旋臂是来自于“棒”的两端，完全类似于正常的「漩涡星系」，在「棒旋星系」里面也可以对“棒”所占有的比例以及旋臂所缠绕的程度对它们进行分类：SBa、SBb、SBc三个类型。银河系在真正意义上就属于一个「棒旋星系」，它是介于SBb、SBc之间。

图解：棒旋星系·NGC 986

【透镜状星系】

介于椭圆星系与旋涡星系之间的、无旋臂的盘星系，也就是在哈勃音叉图上，音叉和音叉柄交点的区域所对应的星系，叫做「透镜状星系」，与椭圆星系相比，透镜状星系具有一个盘状结构，不是一个椭球状的结构，但是它和漩涡星系相比，在它的盘上面是没有旋臂的，在组成上面更像椭圆星系，因为它主要的是由年老的小质量恒星来组成的，气体是非常少的。

根据「透镜状星系」中心到底是一个“核球”还是一个“棒”，来区分「透镜状星系」是属于“S0” 或是“SB0”这两类，有核球的是属于“S0”，出现“棒”状的就采用“SB0”。