为什么有的星系是红色,有的是蓝色?

为什么有的星系是红色,有的是蓝色?

ncc21382,奇怪有趣而闷声的球外势力

图多流量党慎入

红色区域居多是因为星系内大量新诞生恒星,你看到的红色部分是是恒星的摇篮、幼儿园。新诞生的大质量恒星的强紫外线辐射把其孕育它们的星云物质特别是氢电离发光,红色区域主要是氢被电离形成的HII 区(电离氢)发射星云,原理是氢的电子被辐射激发跃迁到更高能级进入亚稳态随后向下跌落释放能量导致的。当氢原子中的电子从 3 能级跃迁回 2 能级会释放出一个波长 656 纳米的光子,这波段在人类视觉中属于红光

这些发射星云炽热而极其稀薄,真空度比你暖瓶、灯泡等都高,温度高达 8000-1,000,000 开尔文,密度却低于 1 粒子 / 立方厘米,也就是说星云中要凑齐 1 克物质需要边长 800 千米的立方体的体积不会有科幻片中飞船穿云破雾的感觉。红色区域相比蓝色越多说明恒星生育率越高,星暴星系这词被称呼为大量诞生新恒星的星系。

大麦哲伦云中的恒星形成区 N11
著名的恒星摇篮——狼蛛星云
船帆座的恒星形成区 Gum 15 星云
大麦哲伦云中的 H44 电离氢区南部

这些 HII 区中都能看到成群的明亮蓝白色年轻大质量恒星,是它们发出的紫外线电离了周围的氢,激发它们发光。

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星系中发光的红色区域通常就是这样的星云构成的

疯狂形成恒星中的星暴星系 NGC 1569 的核心区
不规则星暴星系 NGC 3125
NGC 972,我觉得也算星爆星系
M83 星系的生育率也不低,那么多 HII 区
相对平静的 UGC 2885 漩涡星系
平静的 UGC 8201 不规则星系

恒星的形成率跟星系的物质运动情况包括复杂引力、磁等有关,比较年长生育率低的星系和其他星系交互碰撞时可能会重新进入恒星出生高峰。当然星系动力学就比较复杂了,我不是特别懂只能讲到这里。

星系碰撞导致星系的恒星出生率猛增进入星暴状态

如果整体都红而不是有红区也有蓝区,那可能是星系太远随着宇宙膨胀导致的红移效应拉长了发出光的波长而显得更红。如果整体偏黄缺少蓝色显得暖色系,那则可能是过于年长的星系,因为比较长寿的中、小质量因为表面温度低所以是黄、橙、红色,缺乏蓝白色的年轻恒星和能反射、散射恒星光(就像地球大气散射阳光使得天空而发蓝)的星际物质(反射星云)。

因为红移效应而发红发黄的遥远星系
这张红移更明显
比较年长、缺乏活力的 M60 椭圆星系(图中心)
同样年长死气沉沉的 NGC 1533 星系
蛇夫座天区的反射星云