星系晕

天文学名词

星系晕（Galactic halo），是指在一个星系周围由老年恒星和球状星团组成的巨大的球形区域。

星系晕介绍

星系晕是天文学名词，指包围漩涡星系（包括地球所在的银河系）的一个近似球状的系统，其中稀疏地散布着恒星、球状星团和稀薄气体。漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做星系晕。据认为银河系的银晕半径为5万光年，可能主要由暗物质组成。

星系晕是螺旋星系中，包括我们的星系－银河，远远的延伸在星系盘面之外的部分，也是螺旋星系最容易看见的部分。

尖点问题

出现在宇宙论模拟的冷暗物质将在宇宙最密集的区域形成尖点－也就是说，在中心点的数值将出现一个尖锐的峰值。这暗示了星系的中心，例如我们的银河系，将会比其他区域有更高的暗物质密度。但是，在许多这类星系的中心，暗物质在分布上似乎一点都没有这样的问题。

不过，这并不是个棘手的问题，因为重子物质的分布和暗物质分布之间的问题，在高重子浓缩的区域上未被充分的探讨过。特别是，高密度的重子物质除了重力之外还有由其它作用力造成的不同分布。重子物质的分布，反过来说，可能影到暗物质自然的密度尖点。

元素产量

采用Fields等所提出的模型，将超新星爆发产生r-过程元素的事件分为2类：A类（r-rich）事件和B类（r-poor）事件，结合所得到的Ⅱ型超新星r-过程元素的产量和产区，计算了贫金属星较重r-过程元素的弥散，并与观测进行对比分析，解释早期星系化学演化。

得到的主要结论：从星系化学演化角度看，星系r-过程元素主要来源于大质量星，r-过程核合成主要产生场所是较高质量的Ⅱ型超新星，质量范围在28M⊙≤M≤35M⊙.利用计算得到的产量及初始质量函数φ（m），确定产生较重r-过程元素的Ⅱ型超新星占Ⅱ型超新星总数的比例（大约为4%），计算得到星系晕中Eu，Ba，Ce，La，Nd，Pr，Sm等元素的丰度离散情，并对计算结果进行分析。

螺旋星系

具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用S代表．螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系 M51时发现的．螺旋星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘．从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂，叠加在星系盘上。

螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种．按哈勃分类，正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型：Sa型中心区大，稀疏地分布着紧卷旋臂；Sb型中心区较小，旋臂较大并较开展；Sc型中心区为小亮核，旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外，同时还有大量的尘埃和气体分布在星系盘上。

从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的消光现象。漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做星系晕。其中主要是星族Ⅱ天体，其典型代表是球状星团。一个中等质量的漩涡星系往往有100－300个球状星团。随机地散布在星系盘周围空间。

在往外，可能还有更稀疏的气体球，称为星系晕。漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量，对应的光度是绝对星等 -15~-21等。直径范围是5～50千秒差距。Sa型星系的总光谱型为K，Sb型为F～K,Sc型为A～F。产生总光谱的主要天体既有高光度早型星，又有高光度晚型星。星族Ⅰ天体组成星系盘和旋臂，星族Ⅱ天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。

结构模型

星系的形成和演化

星系的形成和演化是人们一直感兴趣的问题，但是由于其中涉及的物理过程太多太复杂，目前人们对它的了解并不透彻。新的星系形成模型，从统计的角度将理论和数值模拟得到的暗晕性质和观测到的星系性质联系起来，给出两者之间的关系，并试图对星系形成的物理过程有更多的理解。

利用Millennium Simulation，一个包含100亿粒子的宇宙结构增长的数值模拟，关于星系成团性研究的新模型被建立起来。所采用的方法介于传统的半解析模型和暗晕占据分布(HOD)模型之间。

星系的位置和速度

星系的位置和速度通过追踪数值模拟中的子暗晕的轨道和并合历史来预言。星系的物理性质不是用恒星形成以及反馈的过程来确定，而是运用参数化的函数将星系物理性质和暗晕在星系最后时刻作为其中心天体的时刻的质量Minfall联系起来。经过检验，这些参数化关系能够恢复半解析星系表中星系的基本统计性质，如光度函数、质量函数，以及在不同质量和光度区间星系的两点相关函数的形状及幅度。

运用此模型能够解释由SDSS巡天数据给出的对这些统计量的测量，并得到本地宇宙中星系的光度和质量与它们所在暗晕质量的关系。所得结果和由Mandelbaum et al.利用星系弱引力透镜方法从SDSS数据得到的这些关系相当一致。通过拓展上述以物理为基础的暗晕统计模型，星系成团性对谱能量分布(SED)的相关也被拟合出来。对数值模拟中的每个星系，其恒星形成历史通过增加两个新的参数来描述：星系的形成时间tform，以及星系第一次成为卫星星系的时间tinfall。

中心星系从tform开始形成恒星，其恒星形成率按e指数演化，如果星系变为卫星星系，它随后的恒星形成率则按照另一个演化时标下降。星族合成模型被用来计算模拟的星系的4000埃跳变强度。通过拟合SDSS观测到的星系丰度以及投影相关函数对跳变强度的依赖，演化时标对星系质量的依赖得到了限制。结果表明大质量的中心星系在今天已经停止恒星形成。而在低质量处，中心星系的恒星形成历史在很宽的范围内变化，其中有很大一部分星系近期经历过星暴过程。

黑洞

所有质量的卫星星系的恒星形成率都呈下降趋势，并且e指数时标也都很相似，约为2.5Gyr。这个较长的e指数时标导致模型预言的星系颜色--密度关系在红移大于1.5的时候会变平，因为绝大多数卫星星系的恒星形成在当时还没有显著的下降。这个预言和从DEEP以及VVDS巡天所观测到的结果是一致的。此外，运用Millennium Simulation以及建立在其之上的半解析模型，暗物质晕和暗晕中星系的并合历史得到了分析。假设超大质量黑洞只存在于经历过至少一次主并合的星系中，分析表明质量小于1010太阳质量的星系中只有很小一部分曾经经历过主并合过程并且包含黑洞。

包含有黑洞的星系的比例在大质量处迅速增加。这和观测到的邻近星系中包含低光度(LINER-type)或者高光度(Seyfert 或composite-type)的AGN的星系比例对质量有强相关是相符合的。通过研究形成新黑洞的星系经历的第一次主并合发生的时间，高质量星系被发现在很早时期就形成了黑洞。

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