漩涡星系

漩涡星系有着突出和定义明确的美丽旋臂。正如我们的银河系以及很多被人们熟知的近邻星系，漩涡星系，都存在巨大的旋臂结构。1960年代，当时在麻省理工学院数学系任教的林家翘教授和著名华人物理学家徐遐生（当时年仅19岁）提出的密度波理论可以完美地解释大旋臂的形成（林家翘先生于2001年受聘清华大学教授并出任周培源数学中心主任）。依据这一理论，旋臂是旋转的星系盘上恒星高密度区域的一种图案。

漩涡星系（漩涡星系M51发现时间）

林家翘教授照片（源自网络）

与近邻星系不同，漩涡星系，之前对早期宇宙的观测表明，星系的形状很可能是不规则的。恒星在宇宙早期拥有巨大的速度弥散，漩涡星系，而这样剧烈的运动则会阻碍旋臂形成，所以天文学家广泛地认为高红移的漩涡星系在早期宇宙中很难形成。

然而，本次清华大学发现了一个位于早期宇宙的多旋臂星系，它形成于大爆炸后仅20亿年左右，距今114亿光年，宇宙学红移为z=3.06，利用爱因斯坦的引力透镜效应，结合詹姆斯韦伯高清的分辨率，研究人员发现了这个星系明显的旋臂结构，这是目前唯一一个在红移高于3的宇宙发现的螺旋星系，也是目前人类发现的最早期的多旋臂星系。这个星系被命名为A2744-DSG-z3。

漩涡星系M51发现时间

1926年，天文学家哈勃根据视觉特征，将星系分为三大类型：椭圆星系、旋涡星系以及透镜星系。第四种则是形状看起来不规则的不规则星系。

漩涡星系根据星系中心的结构又可分为：螺旋星系（中心为圆）和棒旋星系（中心为棒状结构）

哈勃序列

左椭圆星系（E0-E7）和透镜状星系（S0），右上螺旋星系（Sa-Sc）和右下棒旋星系（SB）

我们所在的银河系就是属于漩涡星系中的棒旋星系，虽然我们无法查看银河系的全貌，但根据中心恒星的分布，已经有证据表明，银河星中心是为棒状结构。

哈勃拍摄的NGC1300棒旋星系

NGC5457风车星系螺旋星系

M87星系则为椭圆星系

M87星系，蓝色光柱为中心黑洞喷出的喷流

银河系附近的大小麦哲伦星系则是不规则星系。

漩涡星系m104

有些漩涡星系的中心往往有根棒子，这棒子有长有短，整个星系看上去就像是做化学实验时，独立的搅棒在搅拌液体，随着它的旋转，水流正在“哗哗”旋转着。整个星系被那根中心的棒子搅得不得安宁。

对于星系中心的这根棒子，科学家可是知之甚少，可以说这还是个没有解开的谜团。整个天空，漩涡星系并不少，但并不是每个漩涡中心都有个“搅棒”，很多漩涡中心是扁球形的。

为什么有的漩涡有棒子，有的却没有?这是一个未解的问题。漩涡星系中心的那个棒子是星系天生的吗?如果不是，何时产生何时消失?这又是个未解的问题。对于这些问题，目前科学家只能根据观察来推测。

有50%到66%的星系中心都有个棒子，科学家把它们叫做“棒旋星系”，就是中心有棒子的漩涡星系。组成棒旋星系的恒星年龄一般都比较大，发出的光偏红，因此科学家推测，棒子是星系成熟的一种标志，年轻的漩涡星系，中心有棒子的很少。因此，星系并不是天生有个棒子，而是星系发展到一定阶段后才产生了棒子，而棒子产生之后也不是与星系同衰老共存亡，棒子还会不断变化，有的会变长、长大，有的会逐渐消失，漩涡星系，最后还能让漩涡星系回到没有棒子的状态。这个变化的周期一般在20亿年左右。