星系螺旋结构起源和维持的气体理论

本文计算了自引力星际气体二维不定常运动的完整方程组,研究了原始星系气体坍缩成盘时物质分布的不规则性演化形成星系激波的过程。还计算和讨论了星际气体目引力星系激波的定常解的性质.由此,给出了星系螺旋结构演化过程的一种可能图象.这种星系螺旋结构的气体理论并不借助于恒星的扰动引力场,而可以解释螺旋结构的起源和演化.利用这种概念,还可以解释盘状星系的大量观测和演化的特征.     

红外星系分布中的超大尺度结构 *

用非归一对计数(unnormalizedpaircount)方法对IRAS星系红移巡天样本QDOT和IRAS暗源表选出的星系样本中星系的大尺度分布进行了分析 .特别着重于探讨是否存在超大尺度结构 .分析结果表明 ,统计上有意义的超大尺度结构的确存在于所有这些样本中 ,无论从三维和二维分析都能够探测到这些超大尺度结构 .所得到的典型尺度 .所得结果与Mo等人从星系和星系团样本以及类星体吸收线所得结果相符 ,也与Deng等人从类星体所得结果一致 .这又一次提供了宇宙超大尺度结构中存在典型尺度的证据 ,这种典型尺度的存在对现有的星系和结构形成模型提出了挑战 .     

Markarian 8在20cm波长上的射电性质

Markarian 8是一个块斑不规则星系(clumpy Irr.)。 我们使用“甚大天线阵”(VLA)在20cm波长上对该星系进行了观测。在20cm波长上,该星系的射电形态同光学形态相似。在20cm上的射电结构同6cm上的结构相似:三个主要块斑浸在弥漫的非热包层中。块斑的射电谱是平坦的,这同光学薄气体热谱相符合.这些块斑可能是些大质量的(10⁸M⊙)HII区,表明在该星系中有新近的大规模的恒星形成活动,即恒星形成爆发。     

恒星形成和星系密度波的维持机制

本文证明了恒星形成及其对星际气体的加热,能导致星系密度波模式的不稳定。这种不稳定性提供了激发并维持星系密度波的一种机制。我们采用Lin和Lau的气体动力学模型,但用有源的能量方程代替多方气体方程。在WKB近似下,对于单气盘模型以及双气盘模型都求得了色散关系,二者结果基本一致,振幅增长e倍的时间按数量级约为10~6/η年,只要星系中气体与恒星的密度之比η>10~(-3),就足以补偿Toomre所指出的波的耗散。此外,还确定了密度波整体解的量子条件。在小虚部近似下,给出了花样频率及增长率的具体表达式。     

超新星爆发与原初云的质量流失

本文着重研究了超新星爆发对矮星系演化的反馈作用。指出,单个超新星在外壳层中爆发,导致气体的逐渐丢失,可能是反馈的主要形式,现在观测到的矮星系可能是由较高密度的原初云在丢失了大量气体后形成的。     

星系密度波的维持和恒星臂与气体臂间的相移

在旋涡星系中,一般恒星旋臂与气体旋臂之间存在相移.Lin等曾用激波机制解释这个现象,无论在理论上以及和观测的对比上,都是有困难的.本文用恒星动力学方法,重新处理了文献[1]中所讨论的恒星形成对密度波的维持机制.用这种非中性密度波模式,能很好地解释相移的全部基本特性,即:1.存在相移,2.气体臂在恒星臂的内侧,3.对刚性星系盘(v_k=0),则相移为零.文中还对相差大小作了定量估计,也与现有的观测结果相符合.     

IRAS星系大尺度分布的分维

本文对在F15(120°≤l≤180°,20°≤b≤40°)和NGW(0°≤l≤110°,60°≤b)选区,经 IRAS星系红移巡天所得样本选取了不同红外光度的体积限定的子样本进行分维分析。结果表明:红外星系在大子60 h₅₀^-1Mpc尺度上的分布仍然存在明显的结构;红外星系的分布形成多级分形结构。在一定尺度范围内有确定分维的分形结构。当尺度增加到某一转变尺度r_c后,分布由原来的分形结构转变到有另一分维数的分形结构。更大尺度上的分形结构的分维数大于较小尺度上的分维数。这与较小尺度上分布的主要特征为星系的成团而更大尺度上分布以空洞为主要特征是一致的;分析还表明转变尺度随星系内禀红外流量增加而增大。本文对这些结果的含义进行了初步探讨。     

致密星系群的起源 *

致密星系群可以在很短的时间尺度内因多次并合而显著改变其结构 .据此判断其形成应很晚 .但小扰动因引力不稳定而形成天体的结构形成理论要求高密度天体形成较早 .通过对这一表观矛盾的分析 ,论证了若星系有冷暗物质暗晕 ,则暗晕的并合在致密星系群形成中起着关键作用 .它不仅推迟了致密星系群的形成 ,而且加大了星系群的密度 .     

星系螺旋结构的气体激波理论

本文用星际气体自引力星系激波来解释星系的螺旋结构、恒星的扰动引力场并非必要条件.我们首先证明,即使扰动引力场为零,也可以存在局部的星系激波解.这种解要求|ω_η0|>α,而且只要气体的密度反差比较大,就只能用激波解来解释螺旋结构.用叠代的方法求出了星际气体的自引力激波宏图.对一种特定的扰动引力场模拟气体自引力,可以在速度平面上定性分析激波解的特性.初始原星系盘中的物质分布不均匀性,通过缠卷过程、不稳定性增长和波动叠加.可以发展成星系激波宏图.这样,对星系激波的起源,演化和维持给出一个完整的图象.利用这个图象,可以解释星系螺旋结构的大量观测结果和分类特性.     

70个南天旋涡星系等值厚度的测定

利用彭秋和提出的方法以及分析星系的旋涡图样 ,得到 70个南天旋涡星系的等值厚度 ,这些星系的图象是从北京天文台兴隆观测站Palomar天图数字光盘 (theDigitizedSkySurvey)中读出的 .为了得到星系的最佳倾角 (星系平面与天球切平面之间的夹角 ) ,把用最小二乘法拟合得到的对数螺线画在星系图象上与旋臂进行比对 ,反复调节星系的倾角 ,使拟合得到的对数螺线能很好地与旋臂吻合 ,从而得出星系的最佳倾角.     

近邻星系M81的软X射线辐射

对Rosat卫星的位敏计数器(PSPC)1991年4月18日对NGC3077的定点观测进行分析,发现M81星系在较软更灵敏的ROSATPSPC波段(0.2～2.4kev)的X射线辐射范围比从前由Einstein卫星正比计数器(IPC)得到的X射线辐射范围增大40％左右,显示出M81星系较大的X射线冕;所作的时间分析可以得出M81星系核不存在几分钟时标光变的结论,从而排除Fabbiano由Einsein IPC观测得到2min时标微弱光变的可能性。     

DE SITTER宇宙中的红移问题

本文在把宇宙看作de Sitter宇宙、星系作为粒子沿测地线作径向运动、星系之间没有引力相互作用的近似下,将谐和条件用于相对论性宇宙论中的星系运动。给出了标准坐标系、de Sitter坐标系和共动坐标系之间的坐标变换,及地球上的观测者观测到的远方退行星系所发出光的光强的Poynting矢量。在不同坐标系中Poynting矢量有不同的形式。作为一级近似,三种不同坐标系中的速度-距离关系是相同的,但对高级近似,它们则有区别,这种差别只能由天文观测来核实。在把退行星系中每一恒星看作一电偶极子的假定下所得到的速度-距离关系依赖于退行星系中恒星的数目,或者说依赖于退行星系中物质的质量。因此,照此分析宇宙中星系运动是各向同性的,但物质分布不一定均匀。     

类星体和SeyfertⅠ型星系的Balmer减缩

本文收集了低红移类星体和Seyfert Ⅰ型星系的各Balmer线强度资料,在Cerenkov线辐射理论的框架下,比较了理论预言值和观测值,发现对有射电的类星体或Seyfert星系,它们的观测值都要比相应的射电宁静样本更靠近理论预言值。这表明,有射电的活动星系核,由于存在丰富的相对论电子,它们的Balmer线的Cerenkov线辐射特征更为明显。我们还讨论了存在于类星体和Seyfert星系中的尘埃红化问题,对Seyfert星系,其红化比类星体厉害,这表明它比类星体有更多的尘埃,这与目前一般的观点是相符的。     

在谐和条件下的相对论宇宙论——Ⅱ.宇宙中的Poynting矢量与红移

星系中恒星发射的电磁辐射是宇宙中电磁方程的解,其中每一恒星被当作一个电偶极子来处理,代表光强的Poynting矢量在各向同性共动坐标系、Robertson-Walker坐标系和标准球坐标系中有不同的形式,作为一级近似,在所有这些坐标系中,速度-距离(或红移-光强)关系都是相同的,但在二级近似下,它们是有区别的。本文所得到红移-光强关系还依赖于退行星系中恒星的数目,或者说依赖于星系的质量,从这-相对论宇宙论的处理,我们可以看到这是一种通过动力学及电磁学的途径处理问题的方法,而不是通常的几何学的处理。     

旋涡星系厚度的测定

以对数螺旋密度扰动下的有限厚盘的Poisson方程严格解为基础,直接利用旋涡星系观测图样,拟合其旋臂的形态参数,并根据理论推求的办法,得出了NGC4814等32个旋涡星系厚度及其误差.     

恒星速度椭球分布的由来

恒星速度椭球分布是关于恒星运动的一个基本的观测规律,从本世纪初提出以来,它得到了进一步的观测证实,并在星系动力学研究中被广泛地运用.但是这一规律本身的由来——即恒星速度椭球分布最初是怎样形成的——却一直没有得到解释。根据恒星是从原始星云转化而来这一辩证唯物主义自然观,本文考察了银河系前身原始气体云内部的湍流运动,证明这种湍流运动必导致速度椭球分布。这一分布首先为星胚所继承,以后星场的随机引力则只是引起椭球参数和方位的变化。这样,便为恒星速度椭球分布的最初形成提供了一个解释。     

与Seyfert星系NGC3516成协的X射线源的光学光谱证认*——非宇宙学红移的可能证据

为了检验有关类星体红移本质的争论 ,研究了Seyfert星系NGC35 1 6周围的6个X射线源 ,对其中的 5个源进行了光谱观测 .观测结果和已知结果表明S1 1 0 2 +72 46 ,S1 1 0 8+ 72 2 6 ,Q1 1 0 6 + 72 44,Q1 1 0 5 + 72 42 ,Q1 1 0 5 + 72 38和Q1 1 0 7+ 72 32是红移分别为 0 .0 89,0 .32 8,0 .6 90 ,0 .92 9,1 .399和 2 .1 0的活动星系核 .这些活动星系核的一些特殊性质倾向于支持类星体有非宇宙学红移的理论 .     

紧卷密度波的非线性自洽理论

本文用自引力气盘模拟星盘,给出紧卷密度波的弱非线性自洽解,得出波剖面形状和色散关系,分析了自洽力场与非自洽力场的本质差异,讨论了星系激波的产生机制和存在条件,指出气体与恒星的面密度比γ_σ必须大于某一临界值,而音速比γ_α必须小于某一与γ_σ有关的临界值[见文中(128),(129)式],才能产生星系激波。     

圆型限制性三体问题中双恒星系统的存在性

在圆型限制性三体问题的研究中，研究较多的是在其中一体附近的运动。本文研究远离两个大质量恒星的行星的运行情况，在此范围内，使用KAM理论研究大振幅轨道的存在性，说明了星系中双恒星系统的存在性，而这一现象已被天文学家所观察到。     

Abell团的三点相关函数的统计研究

本文分别对富度R≥1的Abell团的四组子样品和整个北天区R≥2的样品的空间三点相关函数作了统计分析。结果表明:Abell团的三点相关函数能够用标度形式ζ=Q(ξ₁ξ₂+ξ₁ξ₃+ξ₁ξ₂)来表示,并且Q几乎是一个常数(≈0.65),而与星系团的富度无关。这个Q值非常接近于星系三点相关函数统计分析得到的Q_g值,这说明,从星系到R≥2的Abell团,它们的三点相关函数虽然跨越了3个量级,但这些相关函数都可以用同一个普遍的标度形式来表示。