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一个星系的大小取决于物质在早期宇宙中的分布方式,以及它如何在自身的引力作用下坍塌而形成(暗)物质团,这些物质将在星系周围形成。
最早的星系是不规则的,但是当物质落向它们时,它们形成了一致的轨道方向,因此形成了一个圆盘。光盘中的重力波随后显示为螺旋臂。活跃形成恒星的大型星系往往具有这种结构。小型星系可能永远不会到达形成圆盘的地步并保持不规则状态。
随着星系碰撞和相互作用,恒星的轨道被打乱。两个大型旋涡星系合并的结果通常是一个星系,其中的恒星在所有方向上运行,看起来像一个椭圆星系。椭圆星系中的恒星形成通常很少。椭圆星系是最进化的星系形式。
这种演变的时间尺度很慢。星系从一种形式演化到另一种形式需要数十亿年的时间。
星系形成和演化过程的细节仍然不确定。暗物质的确切性质对于理解星系的形成方式至关重要。黑洞在星系形成中的作用(如果有的话)尚不确定。
当然是。
星系通过物质(暗星和重子星)的平稳积聚以及与其他星系的合并而生长。小型合并(即,一个星系比另一个星系大得多)只会破坏较小的星系而不改变较大星系的形状(但可能会暂时增加它的恒星形成率)。星系的大小相当的大型合并可以完全“破坏”星系。如果正在合并的星系是螺旋星系,它们有时可能会沉降到更大的螺旋星系中,并可能具有增强的中央凸起。但有时,除其他因素外,取决于合并之前的方向,它们将变为椭圆形。
自从宇宙膨胀以来,过去银河系之间的距离越来越近,因此大部分增长已经发生。
小星系中经历剧烈的恒星形成,可在其气体吹出由于恒星的反馈,以这种方式摆脱大部分气体并由此去大小折痕一点点,“熄灭”自己。
星系起源于几乎光滑的原始气体和暗物质(和辐射)团块。这些团块具有大小分布- 晕质量函数 -在小质量时是幂律,在大质量时具有指数截止。因此,星系的大小遵循相似的分布。
在图中右侧(从我自己的宇宙模拟)显示有多少明星有在给定质量的(模拟)暗物质晕。您可以看到它遵循近似的幂定律,但有一些分散。