[科普中國(guó)]-馬卡良星系

名稱(chēng)由來(lái)

馬卡良星系 Markarian galaxy，具有反常強(qiáng)紫外連續(xù)譜的一類(lèi)特殊星系。蘇聯(lián)天文學(xué)家V.E.馬卡良自1967年起,用物端棱鏡巡天，共發(fā)現(xiàn)800多個(gè)有反常藍(lán)核的星系，故名為馬卡良星系。馬卡良把它們分別載入八個(gè)表中。

觀測(cè)歷史1964年馬克仁決定尋找核心紫外輻射超量的星系。第一次布拉堪巡天開(kāi)始于1965年，使用亞美尼亞布拉堪天文臺(tái)主鏡132公分和修正板口徑102公分的施密特?cái)z星儀進(jìn)行。該次巡天開(kāi)始時(shí)該望遠(yuǎn)鏡是世界上擁有口徑誤差棱鏡的最大望遠(yuǎn)鏡。巡天目的是要找尋紫外線超量的星系，光學(xué)系統(tǒng)因此修正為偵測(cè)藍(lán)光和紫外線。使用的棱鏡是分散率180 nm/mm的低色散鏡以避免核心光譜過(guò)于分散和其他天體混淆。而該次巡天可以偵測(cè)到17.5等的星系。其中有70個(gè)有紫外線連續(xù)譜的星系被收入目錄，并且被稱(chēng)為“馬克仁星系”。1969年另外兩個(gè)新列表將馬克仁星系數(shù)量增加到302個(gè)。第一次布拉堪巡天持續(xù)進(jìn)行到1978年以觀測(cè)高銀緯星系的所有光譜。1980年資料分析完成后再列出多個(gè)馬克仁星系，之后再發(fā)表了12篇資料來(lái)自第一次布拉堪巡天的論文，將馬克仁星系的數(shù)量增加到1500個(gè)。

1986年發(fā)表的列表First Byurakan Survey包含了原始的1500個(gè)星系和編號(hào)自9001到9032的外加的32個(gè)星系。1989年一個(gè)編號(hào)到1515的擴(kuò)充列表出版1。

分類(lèi)馬卡良星系主要有兩類(lèi)。第一類(lèi)占總數(shù)的2/3，稱(chēng)為亮核型,核就是紫外連續(xù)源。第二類(lèi)稱(chēng)為彌漫型，紫外連續(xù)源分散在整個(gè)星系內(nèi)。第一類(lèi)大多為塞佛特星系，其光譜中有寬的發(fā)射線。第二類(lèi)中的較暗者，很像大尺度的電離氫區(qū)（HⅡ區(qū)）,有些則是金屬含量很低的不規(guī)則星系。第二類(lèi)中的較亮者，其性質(zhì)與較暗者很不同。第二類(lèi)中還包括所謂阿羅星系，即阿羅采用物端棱鏡方法觀測(cè)到的外形彌漫、有強(qiáng)紫外連續(xù)發(fā)射或兼有發(fā)射線的星系。

特點(diǎn)馬卡良星系的主要特點(diǎn)是具有反常強(qiáng)度的紫外連續(xù)譜。但它們并不構(gòu)成物理性質(zhì)單一的一類(lèi)星系。多數(shù)馬卡良星系有一個(gè)明亮的核，核就是紫外連續(xù)輻射源，這些星系大多數(shù)是塞佛特星系。少數(shù)馬卡良星系的紫外連續(xù)輻射分散在整個(gè)星系內(nèi)，這些星系中包括阿羅星系、金屬含量低的不規(guī)則星系、大尺度的電離氫區(qū) (HⅡ區(qū))等。

列表馬卡良星系的列表包含名稱(chēng)、坐標(biāo)、光譜類(lèi)型、可見(jiàn)大小和星系形態(tài)。星系核心的形態(tài)常以 "s"（像恒星的）或 "d"（彌漫的）代表，或者是過(guò)渡型態(tài)的 "ds" 或 "sd"。數(shù)字1、2、3則是代表紫外線輻射強(qiáng)、中、弱。字母 "e" 則是代表有發(fā)射線的星系。不過(guò)有11個(gè)星系因?yàn)槭乔胺接兴{(lán)色恒星造成的紫外線超量，因此未列入此類(lèi)型。另一個(gè)問(wèn)題則是重復(fù)列入的狀況，例如馬卡良107（Mrk 107）和馬卡良20（Mrk 20）重復(fù)、馬卡良1318（Mrk 1318）和馬卡良49（Mrk 49）重復(fù)、以及馬卡良890（Mrk 890）和馬卡良503（Mrk 503）重復(fù)。

馬卡良星系348星系，特別是活動(dòng)星系的研究，是當(dāng)代天體物理的前沿。星系核活動(dòng)，這一宇宙中最大的能量事件，一其能源、機(jī)制是天體物理的一大疑謎。研究星系之間·在引力影響下吞沒(méi)、擾動(dòng)及潮汐作用等過(guò)程對(duì)星系核括動(dòng)及星系演化的影響已成為當(dāng)前十分熱門(mén)的課題。這方面現(xiàn)有的研究集中在:

從理論上討論在一定條件下，引力擾動(dòng)如何引起物質(zhì)向星系中心下落；

從觀測(cè)上分析特殊星系的形態(tài)特征，并與潮汐擾動(dòng)下這類(lèi)特征的理論預(yù)言進(jìn)行對(duì)比；

尋求星系核反常括動(dòng)與伴星系存在之間可能的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。

為了深入了解外來(lái)擾動(dòng)如何增強(qiáng)星系的核活動(dòng)，必須對(duì)已經(jīng)確認(rèn)為潮汐擾動(dòng)樣品的星系的光度結(jié)構(gòu)、的部速度場(chǎng)進(jìn)行定量研究，并與相應(yīng)條件下計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果進(jìn)行比較。但迄今很少有合適的星系適于作這類(lèi)研究。馬卡良星系348是為數(shù)甚少的候選者之一，二這是由美國(guó)天文學(xué)家錫姆肯和中國(guó)縈金山天文臺(tái)蘇洪鈞合作發(fā)現(xiàn)的最大星系。馬卡良星系348(以下稱(chēng)MKu348)是位于仙女座方向，距我們3億光年遠(yuǎn)的屬I(mǎi)型塞佛特星系。塞佛嗬星系是核有強(qiáng)烈活動(dòng)的一種旋渦星系，它與射電星系，類(lèi)星體都屬活動(dòng)星系(核)研究范圍。MnK348有一個(gè)很小的迄今未分解的射電連續(xù)發(fā)射·的核和一個(gè)很大的中性氫氣體暈。它形態(tài)特殊、有密近伴系且有與理論預(yù)言一致的內(nèi)部速度場(chǎng)，是為數(shù)極少的適合進(jìn)行星系大尺度擾動(dòng)深入研究的對(duì)象之一由美國(guó)密西根州立大學(xué)錫姆肯等美中兩國(guó)天文學(xué)家對(duì)它所作的研究是他們更大的一個(gè)合作項(xiàng)目的一部份。他們利用美國(guó)帕洛瑪施密特望遠(yuǎn)鏡和射電的甚大天線陣(VLA)對(duì)這個(gè)星系進(jìn)行了深度的光學(xué)(綠、紅兩色)及射電lZcm發(fā)射線的成象研究。一研究發(fā)現(xiàn)MnK只8是一個(gè)延伸廣裹的巨大星系，一其中性氫氣體分布尺度竟達(dá)100萬(wàn)光年x130萬(wàn)光年，直徑約為我們銀河系的”倍之大(以銀暈直徑為十萬(wàn)光年計(jì))。這是迄今已觀測(cè)到的已知最大的非星系團(tuán)成員星系。另一有趣的結(jié)果是，其總質(zhì)量上限估計(jì)(在40萬(wàn)光年半徑內(nèi))為6.7x101幾太陽(yáng)質(zhì)量，由此求得的星系質(zhì)量光度比與正常釣早型(緊卷)旋渦星系質(zhì)光比相同。這是質(zhì)盤(pán)和質(zhì)光比直接測(cè)定達(dá)星系這么遠(yuǎn)處僅有的一個(gè)例子。對(duì)這樣距離遠(yuǎn)處星系的質(zhì)量、質(zhì)光比測(cè)定通常是采用雙星系或星系群的統(tǒng)計(jì)研究，值得注意的是從MKu348直接測(cè)出的質(zhì)光比竟比用統(tǒng)計(jì)方法測(cè)定的結(jié)果要小8~20倍。MKu348為我們提供了第一個(gè)直接測(cè)定星系這么遠(yuǎn)距離處質(zhì)量分布的機(jī)會(huì)，而這一結(jié)果表明對(duì)MKn3s4似未測(cè)到暗物質(zhì)。眾所周知，暗物質(zhì)或隱藏質(zhì)量是涉及宇宙中物質(zhì)分布及宇宙演化的又一大疑謎。通過(guò)深度的光學(xué)及射電中性氫的成像研究，錫姆肯等人發(fā)現(xiàn):

星系的光學(xué)像上發(fā)現(xiàn)有“羽狀”潮汐臂，這是星系經(jīng)受強(qiáng)烈擾動(dòng)時(shí)才具有的形態(tài)特征。

MKn348東邊有一伴星系，經(jīng)測(cè)定其紅移量與MKn348的相近，表示它們處在同一距離上，且伴星系的位置位于最外面的明亮的光學(xué)旋臂的端點(diǎn)，這與伴星系引起潮汐旋臂的計(jì)算機(jī)模型相符。

中性氫的速度場(chǎng)研究表明，該星系觀測(cè)到速度反轉(zhuǎn)，這是由于旋臂被潮汐作用彎曲到不同平面上，改變了氣體繞星系軌道運(yùn)動(dòng)的投影角度而造成的。

用計(jì)算機(jī)模擬成功地再現(xiàn)了當(dāng)一個(gè)衛(wèi)星星系在大星系延展的中性氫氣體盤(pán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，主星系的中性氫旋臂的結(jié)構(gòu)、中性氫速度場(chǎng)的反轉(zhuǎn)及光學(xué)伴系在最外光學(xué)旋臂上的投影位置。這些研究清楚地從觀測(cè)和理論上說(shuō)明了MKn348因伴星系潮汐擾動(dòng)破壞了其中性氫氣體盤(pán)，產(chǎn)生所見(jiàn)的速度場(chǎng)反轉(zhuǎn)及旋臂圖樣，從而為這個(gè)活動(dòng)星系經(jīng)受潮汐擾動(dòng)提供了有力的證據(jù)。MKn348為我們進(jìn)一步研究這類(lèi)擾動(dòng)如何影響其核活動(dòng)提供了最好的機(jī)會(huì)2。