特殊星系圖集

特殊星系圖集（英語：Atlas of Peculiar Galaxies）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對象，或許能夠了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圖像，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類型的列在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（像是阿普220）。 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了解，許多這樣的星系，包括M51 (阿普 85)、阿普220和觸鬚星系（NGC 4038/NGC 4039，或阿普244），都是交互作用星系。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)。 這些星系主要是矮星系和難以定義的螺旋星系（分類為Sm），它們的表面亮度都很低（意思是單位面積只輻射出少量的光）。低表面光度實際上是相當平常的，例外的是分類為Sc的NGC 2857（阿普1），因為它有著微弱和寬鬆的旋臂，和明確定義的核心。 這個目錄中的螺旋星系旋臂分裂成不同的兩部分。 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（或是因為明亮的星團造成不連續）。 通常，大部分的螺旋星系只有2條很清楚的旋臂，或是只有模糊的纖維狀螺旋結構，有3條旋臂的星系非常罕見。 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交互作用造成的。 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（像是M101和NGC 6946）只是單純的旋臂不對稱，NGC 6946是一對有著交互作用的星系，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。 這些是看似展開成S型的星系（或是微積分的積分符號），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交互作用中的星系。 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交互作用，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。 另外，許多的螺旋星系可能有著交互作用中的伴星系，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。 在這個目錄中的星系幾乎都與其它天體有著很明顯的交互作用，其中最著名的就是渦狀星系（M51，阿普85），他是螺旋星系NGC 5194與較小的橢圓星系NGC 5195發生交互作用組合成的星系。交互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，都有橋樑的結構連接著。 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交互作用的系統，在許多的影像中都可以看見潮汐尾和橋。 這一類型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交互作用形成的潮汐尾和潮汐橋樑。 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，由於交互作用，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交互作用形成，並不需要排斥力。 這是在目錄中主要天體受到交互作用的星系。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。 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（阿普137）僅僅是一個螺旋臂微弱的螺旋星系，而NGC 4015（阿普138）則是一對交互作用的星系，並且其中一個星系是側向面對地球的螺旋星系，而另有些天體，像是NGC 2444和NGC 2445（阿普143），是含有「環星系」的系統，這是一個星系（在這個例子中是橢圓星系）穿過另一個星系盤面造成的。穿越者（過客）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。 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。 這些星系不是正在交互作用中的星系，就是兩個較小的星系合併後的殘骸。這些交互作用的過程引發各種不同的潮汐現象（特色），例如潮汐尾和潮汐橋，最後可能留下的是原來星系的星系盤和合併在一起的核心。雖然潮汐尾可以形成各種不同的視覺現象（「相反的尾」、「纖維」和「環圈」），但他們都表現出相同的現象。 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，交互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。 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（阿普149）和NGC 7609（阿普150）的噴流，只是簡單的被作為相互作用下無定型結構的一部分，但是在阿普151和M 87（阿普152），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。 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 （阿普157）是正在星系合併中間階段的一個很好的例子。此處兩個原始星系的盤面已經合併在一起，但是核心還沒有合併。半人馬座 A（阿普153）和NGC 1316（阿普154）兩個實際上都是橢圓星系，但都有著異常的塵埃帶；它們的動力學和結構顯示它們最近才進行了合併事件。NGC 4747（阿普159）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。 這些細絲狀的物體可能來自交互作用的潮汐尾。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（阿普162）僅僅是一個盤面相對於核球非常小的異常S0星系。NGC 4670（阿普163）是一個恆星誕生活動非常強烈的藍緻密矮星系 ，雖然可能是更小的交互作用介入，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。 所有這一類的星系都是在重力的交互作用下形成的，這些逆向尾是在兩個星系的引力交互作用下造成的，就像阿普再編目錄時描述的特徵一樣。M32（阿普168），是個矮星系與仙女座大星雲作用的結果，就收入在這個目錄中（雖然，在阿普的照片中很難看出"擴散逆向尾"。）。 這是在目錄中由重力的交互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。 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交互作用之中，並且細絲是由那些交互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。 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（像是在阿普199的NGC 5544和NGC 5545），"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交互作用中的或是已經進行過交互作用。NGC 3712（阿普203）是一個例外；它只是一個低表面亮度的螺旋星系。 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（吸收），或是顆粒狀的外觀（解析度）。這個分類中混合了被潮汐力和交互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。 星系鄰近區域的環是星系交互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，而這樣的結構只是交互作用後的殘餘。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。 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。 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[來源請求]。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交互作用的結果；這類系統中結構的來源很難確定。 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交互作用而形成的極為明顯的潮汐尾和連接結構。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（儘管是扭曲的）。這個分類中最有名的星系有觸鬚星系（NGC 4038和NGC 4039，阿普244）和雙鼠星系（NGC 4676，阿普242）。 不過，這個分類中的天體並非都是交互作用星系。其中數個星系只是擁有不規則結構的鄰近矮星系。 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交互作用星系，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。 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。部分天體是交互作用星系，其他的則是星系群。兩者的差異是交互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。 除了NGC 5679（阿普274）是交互作用三重星系，分類中其他星系都是交互作用星系對。 這裡描述的連接臂是交互作用星系之間潮汐力作用產生的連接結構，這是在星系交互作用早期形成的結構。 不同於特殊星系圖集中多數星系都是不定形星系，這個分類的交互作用中星系彼此之間仍然可以區分。 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接結構。最後兩組可能是成員星系間距離較遠，僅有重力交互作用。 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（例如在M82所發現的）。部分天體的外觀是因為星系交互作用而造成，其他帶有暗淡而大範圍發射發射區的星系（尤其是NGC 3981，即阿普289）則是星系本身狀態所造成，而非和其他星系交互作用結果。 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交互作用而產生的連接結構。 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交互作用星系對。 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： 梅西爾天體 (M) 星雲和星團新總表 (NGC) 星雲星團新總表續編 (IC) Atlas of Peculiar Galaxies courtesy of the NASA/IPAC Extragalactic Database （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 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