一、河星系的分类
1、银河系和河外星系。
我们人类所处的河星系叫做银河系，其它河星系叫做河外星系。1775年康德提出了“在无边的宇宙海洋中有数量无限的宇宙岛”的观点，这个宇宙岛就是指河星系。银河系也叫做银河、天河、星河、高寒、牛奶路等。19世纪赫歇尔父子发明了恒星直接计数的方法，人们才真正认识到银河系的存在。到1930年才有了可靠的测定恒星距离的方法，人们才搞清楚银河系的面貌。银河系的许多问题是在研究河外星系之后才进一步认识的，有点“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的意思。之后发现了云状天体，并且把它们叫做星云。1924年哈勃从仙女座大星云中分辨出了恒星，利用造父变星的周光关系计算出仙女座大星云距离我们80万光年（扣除了星际消光作用，得到现在的实际距离为220万光年），并且于1944年在该星云的核心处和在其他一些星云中分解出恒星，才认识到该星云和其他河外星云是银河系外的河星系，是与银河系同类的天体。至此人们才认识到，河外星云就是河外星系。而银河系内的星云是由气粒（通常也叫做弥漫物质）组成的，叫做河内星云，这才是真正的星云。
2、椭圆河星系、旋涡河星系和不规则河星系。
1926年哈勃发明了河星系的分类方法——根据河星系的形状进行分类的方法，叫做哈勃分类法。根据哈勃分类法，西学将河星系分为椭圆河星系、旋涡河星系和不规则河星系三类。
椭圆河星系，用E表示，像一个巨大的球状星团，从圆球到椭圆球。这类河星系约占总数的10%，其长短轴之比在1~3之间，质量为太阳的106~1013倍，直径为1~150KPC，光度是太阳的106~1011倍，其恒星以星族Ⅱ为主，几乎无尘埃，有少量气体。
旋涡河星系，用S表示。这类河星系约占总数的62.5%，所占的分量最多，其长短轴之比一般都大于3，显得比较扁，从核心螺旋地伸出旋臂。可以分成正常旋涡星系和棒旋涡星系，用S和SB表示。还可以进一步细分下去，有S（r）、S（s）和SB（r）、SB（s）等。r表示旋臂从核心的一个环上伸展出来，s表示旋臂是从中心伸出来的。根据旋臂特征，还细分为a、b、c、d四个子类。还有一种叫做透镜河星系，用So和SBo表示，是介于E和S之间的河星系，约占20%，其外形比E星系长，对称，无旋涡结构，有一个亮核，有外壳包围，质量为太阳的109~1011倍，直径为6~15KPC，光度为太阳的108~1010倍，中心处是星族Ⅱ星，旋臂处是星族Ⅰ星，有气体和尘埃。银河系是一个旋涡星系，质量为1.4×1011倍太阳质量，直径约10万光年，中心厚度约1万光年，有1200亿个以上的恒星。
不规则河星系，用Irr表示，无结构特征，没有对称性，约占总数的8%。这类河星系质量为太阳的108~1010倍，直径为2~9KPC，光度为太阳的107~2×109倍，主要是星族Ⅰ星，有些有星族Ⅱ星，绝大多数的气体和尘埃比较多，少数的无尘埃。由于此类河星系比较小，光度很弱，很难发现。离我们最近的是大、小麦哲伦云，约10万光年远。
表5.4河星系的哈勃分类
物理特性
E
S
Irr
质量，太阳单位
106~1013
109~1011
108~1010
直径，KPC
1~150
6~15
2~9
光度，太阳单位
106~1011
108~1010
107~2×109
目视绝对星等
－9~－23
－15~－21
－13~－18
恒星成分
星族II为主
核球是星族II
旋臂是星族I
星族I为主
累积光谱型
G~K
A~K
A~F
星际物质
少气体，无尘埃
气体和尘埃
多气体和尘埃
图5.24河星系的形状
3、正常河星系和活动河星系。
根据活动程度（静度），可以把河星系分成两类：正常河星系和活动河星系。
正常河星系。其恒星的运动速度（弥散速度）在几十Km/s量级，基本上稳定，处于引力平衡状态，发出的辐射主要是热辐射，可以用热辐射定律描述。银河系是一个正常河星系。正常星系不止一次被激发成为活动星系，星系的爆发加速了星系的演化。可能在1300万年前，银河系就被激发过，目前处在宁静阶段。
活动河星系又叫做特殊星系、微扰星系，有类星体、塞佛特星系、N型星系、射电星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体等几类，其中射电星系是扩展源，其他星系是致密源。射电望远镜的出现让我们观测到了许多奇特的河星系，它们就是活动星系。1943年由塞佛特首先发现活动星系，用光谱的多普勒效应求得其运动速度达到8×103km/s，可能是一个爆炸体。它们是一大批非常奇特的河星系，有极高的发光度，有的星系核只有几光年甚至几光时的大小，竟然发射出比整个银河系还要强上万倍的光度，有极激烈的爆发现象，中心有一个处于猛烈的活动状态的星系核，核范围为1千~1万光年。这类河星系约占总数的1%，处在活动之中，其特点是引力不平衡，活动激烈，有几千km/s的膨胀运动，有抛射、爆炸、喷流现象，有非热连续光谱，热能少，含紫外线、红外线、射电能量比较多。中心区为1~100AU，这是活动源，本质未清，外面的1/100光年处是产生强偏振的射电辐射和红外辐射的区域，再外是从核喷射出来的气体流的区域。巨大的射电瓣处于星系的外面，范围为0.1~10百万PC，这些射电辐射区域的物质可能是从中心喷射出来的等离子体，能量可以达到1060尔格。核晕结构的射电星系的主体是恒星状，外围是晕，反向延伸，以几万公里/秒高速从核喷射蓝色物质，射程达1.5KPC，光晕达30KPC，射电晕更远。头尾结构的射电星系有一个很亮的射电头，尾部比较暗，长度可达几万~几十万PC。活动的特殊射电星系的辐射功率比正常的射电星系强百倍到百万倍（正常射电星系的射电功率是1037~41尔格/秒），总内能高达1060尔格，寿命约107~109年，有一半是双源结构。1948年发现了第一个特殊射电星系，就是天鹅座A射电双源，有两个射电瓣（也叫做子源），子源外边缘各有一个很小的致密部分叫做热斑，它每秒钟发出的射电能量为太阳的亿亿倍以上。
类星体是像恒星一样的河星系，是最特殊的河星系。由于这类星系类似恒星，所以美籍华裔邱宏义起名为类星体。类星体是1960年代四大天文发现之一，是用射电望远镜观测看见的，至今已经发现了几千个类星体。特点是存在着异常激烈的过程，是活动最剧烈的河星系，亮度快速变化，抛出巨大的气体物质流（喷流）。它以其大红移、超能量、超光速现象而令人感兴趣。利用红移公式Z=v/c=△λ/λ（Z＜1时）或者[（1+Z）2-1]/[（1+Z）2+1]（Z≥1时），可以求得有些类星体的退行速度达到11万km/s。类星体有较宽的红移分布，多数Z≥1，有很大的红移现象，最大的红移值竟然超过4，相应的退行速度超过0.92c（c为光速）。甚至还发现了类星体有超光速运动现象，其运动速度大大地超过了光速。这是十分令人难以置信的，因为根据相对论理论的推断，光速是最大的速度，是不可能超越的。此外，在只有几光年甚至几光时大的类星体身上所产生的辐射能量比整个银河系发出的能量还要高出上万倍。这就是类星体的能源之谜，也是令西学难以理解的。类星体有强而宽的发射线，有很强紫外辐射，颜色很蓝，很多是强射电源和强x射线源等，有很窄的吸收谱线，发射线只有一种红移，吸收线有多组红移值，一般有光度变化，光度周期时标从小时到几十年。
炁学提示：不知道活动星系是不是集中在一个地方出现？如果是这样的话，那么应该是总星系中心所在地。类星体的大红移现象有其他解释吗？当然有。红移现象是光炁流的能量减弱的结果，而导致光炁流能量减弱的原因有吸收和远离运动，形成了吸收红化和运动红移。天体远离使我们这个方向的光炁流能量减弱，另外一个方向则是使光炁流能量加强，而旁边的观测者则是正常情况。星际气粒有减弱光炁流的作用，例如光的吸收、散射、反射等。星际炁流也有减弱光炁流的作用，例如射电能炁流（射线波炁流）减弱光炁流的作用（木克土，波克光。克就是使光炁流减弱，转变成其它形式的炁流）。我们发现在炁海里有大量的波炁流存在，3K微波背景辐射就是其中之一。而且由于距离十分遥远，炁流的红化作用和消光作用比星际气体要强得多，起主导作用，毕竟在太空里的气体数量比较少也比较集中。运动、气粒和炁流三个方面的作用都能起到星际消光和星际红化作用，使类星体的红化作用加强了。扣除了气粒和炁流的减光作用，剩余的才是纯粹的运动红移，即哈勃红移。星系在爆发膨胀和冷却收缩中循环变化，是星系的四季运动的结果。