旋涡星系

旋涡星系（ spiral galaxy ），具有旋涡结构的盘状星系。星系的哈勃分类中用S代表（见星系分类）。旋涡星系的旋涡形状，最早是W.P.罗斯于1845年观测猎犬座星系M51时发现的。旋涡星系的中心通常有大质量黑洞，稍外是由星族Ⅱ老星组成的椭球状核球，周围围绕着由星族Ⅰ恒星、疏散星团、气体和尘埃组成的扁平圆盘，同核球恒星相比，盘星旋转速度较大而弥散速度较小。盘的面亮度从内向外呈指数律降低，I(R)＝I(0)exp(−R/hR)，式中hR为面亮度降到1/e时的半径，称为标长，取值在1至10千秒差距之间。从隆起的核球两端延伸出两条或更多点缀着明亮年轻恒星的螺线状旋臂，叠加在星系盘上。球形的星系晕延伸到盘以外，其中主要是星族Ⅱ天体，典型代表是球状星团。一个中等质量的旋涡星系往往有100～300个球状星团。再往外还有由暗物质组成、主导着星系质量的暗晕。它的存在是大量星系的旋转曲线在远离中心仍像观测到的那样保持平坦的必要前提。旋涡星系的质量M为100亿至1万亿倍太阳质量，光度对应的绝对星等是−15～−21等。质光比（以太阳质量和太阳光度为单位）M/L≈2～20。直径范围是5～50千秒差距。1977年发现，旋涡星系的光度约与峰值旋转速度（由中性氢21厘米谱线宽度测定）的4次方成正比，按其发现者的名字称为塔利–费希尔关系，是估计星系相对距离的重要方法之一。

大熊座旋涡星系M101（国家天文台BATC组提供）