星系暈：在一個(gè)星系周圍由老年恒星和球狀星團(tuán)組成的巨大的球形區(qū)域。螺旋星系通常有一個(gè)籠罩整體的、結(jié)構(gòu)稀疏的暈，叫做星系暈。
簡介
星系暈是天文學(xué)名詞，指包圍漩渦星系（包括地球所在的銀河系）的一個(gè)近似球狀的系統(tǒng)，其中稀疏地散布著恒星、球狀星團(tuán)和稀薄氣體。據(jù)認(rèn)為銀河系的銀暈半徑為5萬光年，可能主要由暗物質(zhì)組成。
星系暈是螺旋星系中，包括我們的星系 － 銀河系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的延伸在星系盤面之外的部分，也是螺旋星系最容易看見的部分。
尖點(diǎn)問題
出現(xiàn)在宇宙論模擬的冷暗物質(zhì)將在宇宙最密集的區(qū)域形成尖點(diǎn) － 也就是說，在中心點(diǎn)的數(shù)值將出現(xiàn)一個(gè)尖銳的峰值。這暗示了星系的中心，例如我們的銀河系，將會比其他區(qū)域有更高的暗物質(zhì)密度。但是，在許多這類星系的中心，暗物質(zhì)在分布上似乎一點(diǎn)都沒有這樣的問題。
不過，這并不是個(gè)棘手的問題，因?yàn)橹刈游镔|(zhì)的分布和暗物質(zhì)分布之間的問題，在高重子濃縮的區(qū)域上未被充分的探討過。特別是，高密度的重子物質(zhì)除了重力之外還有由其它作用力造成的不同分布。重子物質(zhì)的分布，反過來說，可能影到暗物質(zhì)自然的密度尖點(diǎn)。
元素產(chǎn)量
采用Fields等所提出的模型，將超新星爆發(fā)產(chǎn)生r-過程元素的事件分為2類：A類（r-rich）事件和B類（r-poor）事件，結(jié)合所得到的Ⅱ型超新星r-過程元素的產(chǎn)量和產(chǎn)區(qū)，計(jì)算了貧金屬星較重r-過程元素的彌散，并與觀測進(jìn)行對比分析，解釋早期星系化學(xué)演化。
得到的主要結(jié)論：從星系化學(xué)演化角度看，星系r-過程元素主要來源于大質(zhì)量星，r-過程核合成主要產(chǎn)生場所是較高質(zhì)量的Ⅱ型超新星，質(zhì)量范圍在28M⊙≤M≤35M⊙.利用計(jì)算得到的產(chǎn)量及初始質(zhì)量函數(shù)φ（m），確定產(chǎn)生較重r-過程元素的Ⅱ型超新星占Ⅱ型超新星總數(shù)的比例（大約為4%），計(jì)算得到星系暈中Eu，Ba，Ce，La，Nd，Pr，Sm等元素的豐度離散情，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。
螺旋星系
具有漩渦結(jié)構(gòu)的河外星系，在愛德文·哈勃的星系分類中用S代表．螺旋星系的螺旋形狀，最早是在1845年觀測獵犬座星系 M51時(shí)發(fā)現(xiàn)的．螺旋星系的中心區(qū)域?yàn)?a href="/hebeideji/4036196299008849514.html">透鏡狀，周圍圍繞著扁平的圓盤．從隆起的核球兩端延伸出若干條螺線狀旋臂，疊加在星系盤上．螺旋星系可分為正常漩渦星系和棒旋星系兩種．按哈勃分類，正常漩渦星系又分為 a、b、c三種次型：Sa型中心區(qū)大，稀疏地分布著緊卷旋臂；Sb型中心區(qū)較小，旋臂較大并較開展；Sc型中心區(qū)為小亮核，旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、電離氫區(qū)外，同時(shí)還有大量的塵埃和氣體分布在星系盤上。
從側(cè)面看在主平面上呈現(xiàn)為一條窄的塵埃帶，有明顯的消光現(xiàn)象。螺旋星系通常有一個(gè)籠罩整體的、結(jié)構(gòu)稀疏的暈，叫做星系暈。其中主要是星族Ⅱ天體，其典型代表是球狀星團(tuán)。一個(gè)中等質(zhì)量的漩渦星系往往有100－300個(gè)球狀星團(tuán)。隨機(jī)地散布在星系盤周圍空間。
在往外，可能還有更稀疏的氣體球，稱為星系暈。漩渦星系的質(zhì)量為十億到一萬億個(gè)太陽質(zhì)量，對應(yīng)的光度是絕對星等 -15~-21等。直徑范圍是5～50千秒差距。Sa型星系的總光譜型為K，Sb型為F～K,Sc型為A～F。產(chǎn)生總光譜的主要天體既有高光度早型星，又有高光度晚型星。星族Ⅰ天體組成星系盤和旋臂，星族Ⅱ天體主要構(gòu)成星系核、星系暈和星系冕。
結(jié)構(gòu)模型
星系的形成和演化
星系演化是人們一直感興趣的問題，但是由于其中涉及的物理過程太多太復(fù)雜，目前人們對它的了解并不透徹。新的星系形成模型，從統(tǒng)計(jì)的角度將理論和數(shù)值模擬得到的暗暈性質(zhì)和觀測到的星系性質(zhì)聯(lián)系起來，給出兩者之間的關(guān)系，并試圖對星系形成的物理過程有更多的理解。
利用Millennium Simulation，一個(gè)包含100億粒子的宇宙結(jié)構(gòu)增長的數(shù)值模擬，關(guān)于星系成團(tuán)性研究的新模型被建立起來。所采用的方法介于傳統(tǒng)的半解析模型和暗暈占據(jù)分布(HOD)模型之間。
星系的位置和速度
星系的位置和速度通過追蹤數(shù)值模擬中的子暗暈的軌道和并合歷史來預(yù)言。星系的物理性質(zhì)不是用恒星形成以及反饋的過程來確定，而是運(yùn)用參數(shù)化的函數(shù)將星系物理性質(zhì)和暗暈在星系最后時(shí)刻作為其中心天體的時(shí)刻的質(zhì)量Minfall聯(lián)系起來。經(jīng)過檢驗(yàn)，這些參數(shù)化關(guān)系能夠恢復(fù)半解析星系表中星系的基本統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，如光度函數(shù)、質(zhì)量函數(shù)，以及在不同質(zhì)量和光度區(qū)間星系的兩點(diǎn)相關(guān)函數(shù)的形狀及幅度。
運(yùn)用此模型能夠解釋由SDSS中國空間站工程巡天望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)給出的對這些統(tǒng)計(jì)量的測量，并得到本地宇宙中星系的光度和質(zhì)量與它們所在暗暈質(zhì)量的關(guān)系。所得結(jié)果和由Mandelbaum et al.利用星系弱引力透鏡方法從SDSS數(shù)據(jù)得到的這些關(guān)系相當(dāng)一致。通過拓展上述以物理為基礎(chǔ)的暗暈統(tǒng)計(jì)模型，星系成團(tuán)性對譜能量分布(SED)的相關(guān)也被擬合出來。對數(shù)值模擬中的每個(gè)星系，其恒星形成歷史通過增加兩個(gè)新的參數(shù)來描述：星系的形成時(shí)間tform，以及星系第一次成為衛(wèi)星星系的時(shí)間tinfall。
中心星系從tform開始形成恒星，其恒星形成率按e指數(shù)演化，如果星系變?yōu)樾l(wèi)星星系，它隨后的恒星形成率則按照另一個(gè)演化時(shí)標(biāo)下降。星族合成模型被用來計(jì)算模擬的星系的4000埃跳變強(qiáng)度。通過擬合SDSS觀測到的星系豐度以及投影相關(guān)函數(shù)對跳變強(qiáng)度的依賴，演化時(shí)標(biāo)對星系質(zhì)量的依賴得到了限制。結(jié)果表明大質(zhì)量的中心星系在今天已經(jīng)停止恒星形成。而在低質(zhì)量處，中心星系的恒星形成歷史在很寬的范圍內(nèi)變化，其中有很大一部分星系近期經(jīng)歷過星暴過程。
黑洞
所有質(zhì)量的衛(wèi)星星系的恒星形成率都呈下降趨勢，并且e指數(shù)時(shí)標(biāo)也都很相似，約為2.5Gyr。這個(gè)較長的e指數(shù)時(shí)標(biāo)導(dǎo)致模型預(yù)言的星系顏色--密度關(guān)系在紅移大于1.5的時(shí)候會變平，因?yàn)榻^大多數(shù)衛(wèi)星星系的恒星形成在當(dāng)時(shí)還沒有顯著的下降。這個(gè)預(yù)言和從DEEP以及VVDS中國空間站工程巡天望遠(yuǎn)鏡所觀測到的結(jié)果是一致的。此外，運(yùn)用Millennium Simulation以及建立在其之上的半解析模型，暗物質(zhì)暈和暗暈中星系的并合歷史得到了分析。假設(shè)超大質(zhì)量黑洞只存在于經(jīng)歷過至少一次主并合的星系中，分析表明質(zhì)量小于1010太陽質(zhì)量的星系中只有很小一部分曾經(jīng)經(jīng)歷過主并合過程并且包含黑洞。
包含有黑洞的星系的比例在大質(zhì)量處迅速增加。這和觀測到的鄰近星系中包含低光度(LINER-type)或者高光度(Seyfert 或composite-type)的AGN的星系比例對質(zhì)量有強(qiáng)相關(guān)是相符合的。通過研究形成新黑洞的星系經(jīng)歷的第一次主并合發(fā)生的時(shí)間，高質(zhì)量星系被發(fā)現(xiàn)在很早時(shí)期就形成了黑洞。
參考資料 >