极环星系是外围环绕的恒星和气体越过极区的
星系。这些绕过极区的环被认为是两个星系
交互作用之后形成的。一种可能性是潮汐的剥夺导致物质形成环绕极区的环圈,形成我们看见的极环星系;另一种可能是小的星系垂直碰撞大星系的环绕盘面,小星系受到影响成为绕极的圆环结构。
最早被辨认出来的四个极环星系是
NGC 2685、
NGC 4650A、A 0136 -0801、和ESO 415 -G26。,当这些星系被广泛的研究之后,许多其他的极环星系也被辨认了出来。极环星系在邻近的
透镜星系中仅占了0.5%,但是可能有5%的透镜星系在其一生中曾经历过极环星系的过程。
极环星系的形状很奇特,它由一个侧向着我们的透镜状SO盘星系和过盘面两极的恒星、气体、尘埃圆环组成,因而得名。在已发现的二十几个极环星系中,其盘与环几乎都是互相垂直的。但因为它们既远且暗,增加了观测上的困难。对于极环星系是如何形成的,认为至少有两种方式:一种是气体贫乏的SO星系与另一个富气星系吞并的结果,另一种可能是一个星系的物质被吸引到其近邻星系的外围,在那里一些物质形成后者的低光度壳层,而大部分物质则在近邻星系引力场瓦解影响之外过其两极的轨道上运行。
1987年3月15日出版的美国
天体物理学报上刊登了两篇有关极环星系的文章。其一,是J.H.vanGorkom、PaulL.Schechter和JeromeKristian用
甚大天线阵射电望远镜绘制了三个极环星系的中性氢分布图。他们还摄取了星系的可见光像及光谱。结合以前的观测资料,发现环的形态不都是一个式样的。一些环的物质处于相对稳定的形态,恒星均匀地分布在环中,也有物质分布不均匀的环,恒星在氢气环的内沿。环态各异可能标志着星系年龄的不同。两星系吞并时产生的垒块式环在演化过程中逐渐平滑。在极环星系可见光像中不太规则的环附近所发现的恒星残迹是对上述解释的支持,可以认为,这些是来自两星系相互作用还未分散开去的残留物质。
在另一篇文章中,Bradley C.Whitmore、Douglas B.MeEIroy及Francois Schweizer讨论了星系中的暗物质问题:由于极环星系中有恒星分布在远离SO星系盘面的上、下,天文学家们能够通过测量这些星绕星系盘运行的快慢来研究星系引力场的分布情形。他们用位于
光学望远镜终端的电荷辐合器件摄取了两个极环星系的像,显示出在星系环之外的恒星组成的暗壳层。远离星系盘面有物质存在,表示曾与另一星系发生过某种形式的相互作用。他们还发现极环中的星与在盘中的星有相同的轨道速度,这一现象表明极环中的星也在“不可见质量”的影响之下。三位天文学家认为,绕极环星系分布的暗物质壳层一直延伸到至少是星系发光盘直径的3倍处。如果暗物质是均匀地绕星系分布的,则看不见的物质充斥着一个比发光星系占据的空间大20倍的体积。