特殊星系圖集

特殊星系圖集是赫頓·阿普編輯的星系圖集，第一版在1966年由加州理工學院出版，目前總共收錄了338個星系。編輯的主要目的是將在鄰近區域內發現的各種奇形怪狀與結構的星系照片作為分類上的範例。阿普意識到目前還沒有很好的理由來解釋星系為何會形成螺旋星系或橢圓星系，他領悟到以這些特殊的星系作為實驗的物件，或許能夠瞭解橢圓星系或螺旋星系被扭曲與變形的物理機制與過程。有了這本圖集，天文學家可能就有了特殊星系的樣品可以做更詳盡的研究。這本圖集雖然不能完整的提供附近天空中每一個特殊星系的影象，但至少提供了一部份可供觀察的現象和例子。由於在出版之際，對不同形狀星系形成的物理過程所知有限，星系的排列是依照它們的外觀。第1到101個天體明顯的是外型奇特或是有著小伴侶的單一螺旋星系，第102到145個天體是橢圓或類似橢圓的星系。第146到268是有著螺旋星系或橢圓星系的獨立星系或星系集團，第269到327是雙星系。最後，不能明確歸類於上述任何一種型別的列在332到338號。圖集中大多數的天體早就已經有了其他著名的名稱或標示，但仍有少數是以阿普的編號著名的。現在，對導致特殊星系形成的物理過程已經比當年阿普編輯圖集時有了更多的瞭解，許多這樣的星系，包括M51 (阿普 85)、阿普220和觸鬚星系，都是互動作用星系。少數則單純的只是沒有足夠質量的矮星系，沒有足夠的引力場來形成任何一種可以用語言描述的結構，NGC 1569 (阿普 210)就是圖集中矮星系的例子之一。也有少數是電波星系，這些星系有著活躍星系核，會產生強而有力被稱為無線電噴流的拋射物，圖集中收錄的有鄰近電波星系有M87 (阿普152)和半人馬座 A (阿普153)。在目錄中的星系列表.螺旋星系.低表面亮度星系.這些星系主要是矮星系和難以定義的螺旋星系，因為它有著微弱和寬鬆的旋臂，和明確定義的核心。旋臂斷裂的星系.這個目錄中的螺旋星系旋臂分裂成不同的兩部分。有著獨立片段的星系.這個類別的螺旋星系都有著被分割成獨立片段的旋臂，但有些是因為塵埃的遮蔽造成旋臂被分割成數個段落，其他的則是因為在旋臂上有明亮的星團。三臂螺旋星系.通常，大部分的螺旋星系只有2條很清楚的旋臂，或是隻有模糊的纖維狀螺旋結構，有3條旋臂的星系非常罕見。單臂螺旋星系.只有一條旋臂的星系也很罕見。在這兒的單旋臂實際上都是與其它星系產生引力的互動作用造成的。有一條厚重旋臂的星系.在這些星系內的螺旋臂外觀是不對稱的，其中的一條旋臂可能比另外一條更為明亮。在阿普拍攝的乾版中，明亮的旋臂看起來是黑暗或"沉重"的。同時許多這一類的星系只是單純的旋臂不對稱，NGC 6946是一對有著互動作用的星系，兩個星系之一正巧是以側面朝向觀測者，並且躺在正面朝向觀測者的一條旋臂之上。積分符號的螺旋星系.這些是看似展開成S型的星系，這些天體像是IC 167 ，單純的只是從一個特殊角度觀看的普通的螺旋星系。其他的天體，像是UGC 10770，是潮汐尾看起來像是螺旋臂的一對互動作用中的星系。有著低表面光度夥伴的螺旋星系.許多這一類的螺旋星系都與在視野中的低表面亮度星系有著互動作用，但是，在一些例子中，很難判斷這個伴星系是真的有實質上的關聯，還是僅僅只是前景或背景的星系，或者是螺旋星系邊緣的光源體。有著小而高表面光度夥伴的螺旋星系.另外，許多的螺旋星系可能有著互動作用中的伴星系，雖然這些伴星系可能只是前景或背景，或者只是在這個孤獨星系中的明亮的星團。有著大的高表面亮度夥伴的螺旋星系.在這個目錄中的星系幾乎都與其它天體有著很明顯的互動作用，其中最著名的就是渦狀星系，他是螺旋星系NGC 5194與較小的橢圓星系NGC 5195發生互動作用組合成的星系。互動作用改變了這兩個星系的形狀，在較大的螺旋星系內的螺旋臂被增強了，恆星和氣體的組織在兩個星系之間構成橋樑。其他在這個類別目錄中的許多星系，都有橋樑的結構連線著。有橢圓星系作伴的螺旋星系.像有著大的高表面亮度夥伴的螺旋星系一樣，這裡的螺旋星系也是有著明顯互動作用的系統，在許多的影像中都可以看見潮汐尾和橋。橢圓星系和似橢圓星系.和螺旋星系結合的橢圓星系.這一型別很像有橢圓星系作伴的螺旋星系，特徵是所有的星系都有經由引力的互動作用形成的潮汐尾和潮汐橋樑。排斥螺旋臂的橢圓星系.從阿普對這些天體的描述，看起來他原先是認為橢圓星系正在將這些螺旋臂推開來的。然而，由於互動作用，這些潮汐螺旋臂正在會壞中，一些"被排斥"的螺旋臂其實是在橢圓星系後方的螺旋星系另一邊的螺旋臂。模擬顯示，這樣的特徵可以透過引力的互動作用形成，並不需要排斥力。與受到攝動影響的螺旋星系鄰近的橢圓星系.這是在目錄中主要天體受到互動作用的星系。如同在目錄中的標題，這些螺旋星細看來都受到攝動的影響。阿普原先將其中的一些歸類為排斥螺旋臂的橢圓星系。發射出物質的橢圓星系.阿普認為這些橢圓星系會從核心拋射出物質。雖然有許多方法可以解釋圖片中的現象，但是這些天體實際上還混合著其他的現象。例如，NGC 2914的引力波使得氣體先是落入內部，然後向外傳播形成圓環狀的結構。無定形的星系.被阿普列在這份目錄中的星系外觀既不是螺旋星系也不是橢圓星系，於是它使用「無定形」這個名詞來描述這些星系，雖然不很精確但已是最貼切的描述了。這些星系不是正在互動作用中的星系，就是兩個較小的星系合併後的殘骸。這些互動作用的過程引發各種不同的潮汐現象，但他們都表現出相同的現象。與環結合的星系.如同前述的說明，這些有圓環的星系可能是因為伴星系的穿越而形成環星系的，互動作用可能使物質向中心集中，然後引發向外成環狀傳輸的波動。有噴流的星系.這些星系看似都由它們的核心拋射出物質，「噴流」看起來像是從水管噴出來的水流。在IC 803，噴流則是來自活躍星系核核心的超大質量黑洞附近被電離而拋射出的氣體。這種噴流有時被稱為相對論性噴流或無線電噴流，是強大的，特別是在無線電的波長，同步加速輻射源。被內部吸收幹擾的星系.在這個分類下的星系特徵是都有黑暗的塵埃帶遮蔽了星系的盤面或是部份的星系，而這些星系都是兩個星系合併起來的。NGC 520 可能什麼都不是，而只是有著較多的塵埃，並以側邊朝向我們的螺旋星系。有擴散細絲的星系.這些細絲狀的物體可能來自互動作用的潮汐尾。許多這類星系都是兩個螺旋星系合併成一個橢圓星系的殘骸物形成的。然而，NGC 3414是一個恆星誕生活動非常強烈的藍緻密矮星系 ，雖然可能是更小的互動作用介入，但他很明顯的是太小了，以至不可能是兩個螺旋星系合併後的殘骸物質的樣本。有擴散逆向尾的星系.所有這一類的星系都是在重力的互動作用下形成的，這些逆向尾是在兩個星系的引力互動作用下造成的，就像阿普再編目錄時描述的特徵一樣。M32。有著狹窄逆向尾的星系.這是在目錄中由重力的互動作用造成的另一種潮汐，這種狹窄的潮汐尾比前述的167到172容易辨識多了。有著狹窄細絲的星系.這個分類中混合了不同的形式的天體，有擴散細絲的星系或逆向尾的星系；有些在這個分類中的星系正在互動作用之中，並且細絲是由那些互動作用創造出的潮汐特徵。當然，阿普所描述的細絲有些只是單純的只是螺旋星系微弱的單獨的旋臂。有物質從核心噴發的星系.在這些天體中多數的噴發似乎是潮汐力相互作用的效應所所引起的。在一些例子中，"噴出物"很明顯的是一個側面的螺旋星系從另一星系的核心中穿越而出。幾乎在這個分類中的所有天體都是互動作用中的或是已經進行過互動作用。NGC 3712是一個例外；它只是一個低表面亮度的螺旋星系。不規則、吸收和解析度的星系.在這個分類中的星系不是有著不規則的結構，就是有顯著的塵埃帶。這個分類中混合了被潮汐力和互動作用扭曲變形的鄰近矮不規則星系，和塵埃含量多到不尋常的螺旋星系。鄰近區域有環存在的星系.星系鄰近區域的環是星系互動作用表現的的另一型結構。部分的環結構包含在接近完成合併過程的星系，而這樣的結構只是互動作用後的殘餘。這類天體中的阿普220是被研究得最透徹的極亮紅外星系之一。有不定型螺旋臂的星系.這類星系中有許多是星系合併遺跡。「不定型螺旋臂」是星系碰撞後留下的潮汐力作用碎片。有同心環的星系.這類星系有一個貝狀結構，其中有部分已被確認為最近一次星系合併的結果。不過，其他同心環結構可能是透鏡狀星系的外部盤結構。在一些複雜情況下，有環或貝狀結構的星系是一個透鏡狀星系和其他星系互動作用的結果；這類系統中結構的難確定。碎裂外觀的星系.這一群星系雖然在描述上有碎裂的外觀，實際上大多數是合併中的星系。這群星系中大多數擁有因為星系互動作用而形成的極為明顯的潮汐尾和連線結構。大多數這類星系正處於星系合併的早期階段，並且其中的成員星系仍有明顯的核球和盤面。不過，這個分類中的天體並非都是互動作用星系。其中數個星系只是擁有不規則結構的鄰近矮星系。有不規則團塊的星系.這個分類中的天體外觀上似乎由一群不規則團塊組成，並且沒有連貫的結構。這些天體大多數只是鄰近的矮星系。部分這個分類中的天體是互動作用星系，另有一些則是小規模的星系群。在後兩者中大多數的成員星系都是不規則星系。兩個或更多不規則星系組合在一起在外觀上像是一個更大的不規則星系；因此在特殊星系圖集等星系目錄中經常將這類的星系對和星系群獨立分類。雙重和多重星系.阿普原本將這個分類中天體定義為「雙重星系」，但分類中大多數天體都是多重星系。部分天體是互動作用星系，其他的則是星系群。兩者的差異是互動作用星系的結構會被扭曲，而星系群中的星系只是受到重力而結合，但不一定距離近到足以產生結構上的變化。有連線臂的星系.除了NGC 5679是互動作用三重星系，分類中其他星系都是互動作用星系對。這裡描述的連線臂是互動作用星系之間潮汐力作用產生的連線結構，這是在星系互動作用早期形成的結構。互動作用中星系.不同於特殊星系圖集中多數星系都是不定形星系，這個分類的互動作用中星系彼此之間仍然可以區分。相互交錯和吸引的星系.這個分類包含特殊組合的天體。前兩組是側向面對地球的螺旋星系周圍伴隨體積較小的伴星系。第三和第四組是組成星系之間有潮汐力造成的連線結構。最後兩組可能是成員星系間距離較遠，僅有重力互動作用。受星系風影響的星系.雖然屬於雙重星系分類的一部分，這個部分的大部分天體實際上是單一星系。所謂的「受星系風影響」是指外觀上的描述，並非實際觀測到高速運動氣體則是星系本身狀態所造成，而非和其他星系互動作用結果。帶有長絲狀物的雙重或多重星系.在這些天體中的長絲狀結構可能是潮汐尾或者星系間重力互動作用而產生的連線結構。未分類星系.阿普在他的圖集中並未將編號298到310的天體進行次分類。這些天體絕大多數是互動作用星系對。適合業餘天文學家觀測的最明亮的阿普星系.Maynard Pittendreigh，一位時事作家兼業餘天文學家，他蒐集了阿普星系最明亮也是易於見到的星系，提供給業餘天文學家參考。在他的表中列出的星系，不需要特殊的裝備或想像，就可以透過望遠鏡直接目視或攝影。這些包括：