学会高级找不同游戏，你也离发现星系不远了

怎么发现星系？

程诚

星系和恒星的区别从图像上看，星系是展源，恒星是点源，从光谱上看恒星有点像黑体谱，星系不像黑体谱

先说图像，假设我有某个天区某个波段图像，通常是这样的：



图中那些不是很圆的亮点都是星系，这样就找到了星系，老早前用这样的方法找到了好多星系的表，不过当时不知道这是什么，就取名叫星云，后来发现大部分是星系，也有一些是球状星团，超新星遗迹之类的，星系不只银河这一个，是上个世纪很厉害的一个发现

用形态能找到一些不是很圆的星系，如果一个星系比较圆，可以用不同孔径内的光度来区分，点源的不同孔径测光值变化趋势会和星系的不太一样，这个方法也能用来选一些亮的恒星：



图上横坐标是一个孔径的星等，纵坐标是两种孔径测到的星等差，有一些水平的点，大部分是点源

另一种做法是用源的宽度来区分星系，星系由于是一些恒星组成的系统，会比单个恒星显得钝一些，恒星在图像上的值的分布会显得比较尖，可以测量一下每个源的宽度，那些比较窄的大部分是点源，宽一些的就是星系了，比如这样：



来自 Zhao et al., 2009

如果能多一些波段的照片，可以借助颜色的不同来区分星系：



这是同一天区两个波段的图像，放在这里意思一下，之后做测光画一些星等差的分布图，比如这样：



图上能看出来有两个黑团，基本上是星系，橙色的点是被认证过的恒星，借助多波段的观测，恒星和星系基本上分开了，有一些恒星跑到星系区域了，和恒星认证方式，认证水平都有关，这里是意思一下趋势，这种图叫 color color 图，中文可以叫色色图

为什么恒星在色色图上是一个长条呢，这要从赫罗图开始说，赫罗图坐标是绝对光度和颜色，看上去有一些相关，用不同的颜色都有赫罗图上的相关，于是颜色和颜色也就有点相关了，所以大部分时候颜色会有点条形的相关，另一方面这种星系的巡天大部分是对高银纬的区域，否则银河系恒星太多会影响情绪，远离银河系盘面的恒星大部分金属比较少，再细致点说大部分是 K 附近的恒星，之后你找个恒星谱模板什么的一画就看到是分布在一个如图的条上的

这种区分星系的色色图可以画很多种：



这个似乎很有名叫 BzK



Huang, J et al. 1997



Barmby et al. 2008

借助颜色还能区分恒星和类星体，比如这样：



http://inspirehep.net/record/881115/files/color.png

借助光谱的话区分星系要方便一些：

恒星是这样的：



Properties of Stars (Lab 8) Properties of Stars

星系是这样的：



galaxy evolution

恒星和星系的光谱区别略大，但是如果决定了要测光谱，一般是已经有图像并且做了一点初步的性质的判断，因此光谱上星系和恒星的区别不是用来发现星系的手段，而是可以用颜色区分星系的原因

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