双星系统是指由两颗恒星组成，相对于其他恒星来说，位置看起来非常靠近的天体系统，联星是指两颗恒星各自在轨道上环绕着共同质量中心的恒星系统。双星可以当成联星的同义词，但一般而言，双星可以是联星，也可以是没有物理关联性，只是从地球观察是在一起的光学双星。双星系统是天体物理学中一个重要研究课题，对于研究不同天体间的关系问题具有重要意义。

对于双重星系，把较大的叫做主星系，较小的称为伴星系。群星璀璨的星系也和单个的星星类似，常常三五成群地聚在一起。与双星、聚星和星团类似，我们称他们为“双重星系”、 “星系群”和“星系团”。

麦哲伦云（Magellanic clouds） 银河系的两个伴星系。在北纬20°以南的地区升出地平面。它们是南天银河附近两个肉眼清晰可见的云雾状天体。大的一个在剑鱼座和山案座，约6°大小，相当于12个月球视直径；小的一个在杜鹃座，张角约2°，相当于4个月球视直径；两个云在天球上相距约20°。大麦哲伦星云离我们约180,000光年，小麦哲伦星云离我们也有210,000光年，而左下方的明亮的星，是船底座α老人星，是银河系的居民，离我们仅仅310光年。大小麦云都在南半天球距离南天极大约20°左右的地方。大麦云位于剑鱼座与山案座两个星座的交界处，跨越了两个星座，占据了8°×7°的天区，相当于 200多个满月的视面积。小麦云位于杜鹃座，占据了4°×2°的天区，相当于30个满月的视面积。大麦云和小麦云之间相距大约20°。在南半球看大小麦云，一年四季，它们都高高地悬挂在南天天顶附近，争相辉映，从不会落到地平线以下。就像我们在北半球看北斗七星永远不会落到地平线以下一样。它们是南天的一对瑰宝。可惜的是在北半球大部分地区都看不见它们，在中国南沙群岛一带，也只能在非常接近南方地平线的地方寻找到它们。麦哲伦星云属于小且不规则星系，是银河系的卫星星系，每15亿年绕银河系轨道转一圈。正因它如此的没有标准固定的形状，麦哲伦星云成了南半球争议最多的天体，甚至是最能激发人们幻想的天体。有天文学家表示，麦哲伦星云似乎会与宇宙中存在的暗物质相互作用，形成星系弯曲。什么是星系弯曲呢？我想这个就比较难解释了，简单点的说法是邻近星云的运行可能对我们生存的银河系造成影响，就像地毯的另一头鼓动，能造成类似波浪一样的形状扭曲，目前银河系银盘已经变成碗状了。南半球最著名的天体，除了艳丽如玫瑰的钥匙孔星云、闪耀的南十字星座外，就属在在大、小麦哲伦星系。这两个天体在中国大陆的纬度是看不见的，它们是”本银河系”的卫星星系，和仙女座大星系（M31）旁边的M32与NGC205一样是大星系身旁的小星系。LMC距离地球16万光年，SMC距离地球19万光年。德国业余天文同好来到澳洲观星时，还曾经将LMC与SMC误认为是天上的两朵”云”，怎么风吹不走？一时传为笑谈。SMC旁的NGC104星是另一个观赏的好目标，LMC旁的蜘蛛星云更不容你错过。麦哲伦云像我们的银河一样，也包括气体和恒星。大麦云属矮棒旋星系或不规则星系，质量为银河系的1/20。小麦云属不规则星系或不规则棒旋矮星系，质量只及银河系的1/100。麦哲伦云中的气体含量丰富；中性氢质量分别占它们总质量的 9%和32%，都比银河系的大得多。这表明它们的演化程度不如银河系高。它们的星际尘埃含量比银河系中的少，而年轻的星族Ⅰ的天体则很多，有大量的高光度 O-B型星；此外，还观测到新星、超新星遗迹、X射线双星等天体。如1987年2月23日发现大麦哲伦云中一颗超新星 (SN 1987A），它的最大亮度是太阳的2.5亿倍，被认为是383年来最亮的超新星。麦哲伦云围绕着银河系的轨道每15亿年转一圈。每到离银河较近时，它的恒星和气体都会在银河系引力作用下发生变化。小麦哲伦云现在已被撕裂，它的恒星将成为银河系的一部分。大麦哲伦云最终也将是这种命运。

大麦哲伦云：我们的银河系有多个伴星系，像地球的引力牵着月亮转一样，银河系也牵着这两个星系围绕自己转，这两个星系就是大、小麦哲伦云，大麦哲伦云距离我们16万光年，小麦哲伦云离我们19万光年。它们都是距离我们最近的主要河外星系。它们转一圈要10亿多年。可惜它们的灿烂景观出现在南半球的夜空里，北半球的人想看不容易。银河系的两个伴星系。在北纬20°以南的地区升出地平面。它们是南天银河附近两个肉眼清晰可见的云雾状天体。大的一个在剑鱼座和山案座,约6°大小，相当于12个月球视直径；小的一个在杜鹃座，张角约2°，相当于4个月球视直径；两个云在天球上相距约20°。

小麦哲伦星云，位于杜鹃座，距离我们大约21万光年远，是银河系的已知卫星星系中第四近邻的星系，仅次于大犬座和天马座矮星系以及大麦哲伦云。葡萄牙航海家费迪南德。麦哲伦（Ferdinand Magellan）和他的船员们在第一次环球航行中有大量的时间研究南天的星空。其结果是，两个对于南天的天空守望者来说轻易可见的天体奇观即被命名为麦哲伦云。小麦哲伦星系(英文:Small Magellanic cloud，SMC)是一个环绕着银河系的矮星系，拥有数亿颗的恒星。它位于杜鹃座，在夜空中看似模糊的光斑，大小约为3゜，由于平均的赤纬是 -73゜，所以只能在南半球和北半球的低纬度地区看见。他看似银河系被分割的一个片段，由于表面光度很低，要在黑暗的环境下才能看得清楚。它与在东方20゜的大麦哲伦星系成为一对，都是本星系群的成员。在20万光年距离上的小麦哲伦星系是最靠近银河系的邻居之一，也是肉眼能看见的最遥远天体之一。在它的外侧边缘，有一个年龄在500万年的年轻恒星团NGC602。NGC602被新诞生的气体与尘埃包围，出现在这张绚丽的哈勃影像中。绚丽的起伏和向后扫去的形状强烈的表明了NGC602内大质量年轻恒星发射出了高能射线以及冲击波，侵蚀了尘埃物质并触发了恒星诞生进程慢慢向远离星团中央的方向发展。在小麦哲伦星云的估计距离上估计，这张影像大约覆盖200光年，还可以在这张清晰的影像中看到不同种类的背景星系。背景星系距离我们有数亿光年远，远远远于NGC602。推测小麦哲伦星系原本是棒旋星系，因为受到银河系的扰动才成为不规则星系，但在核心仍残留着棒状的结构。

星暴星系（Starburst Galaxies）， 是一个星系中有巨大的恒星形成的暴发区，它的特征是红外光度明显高于光学光度.普通的星系比如银河系也形成恒星，但是形成的速度很慢·而在星暴星系中，恒星的形成是非常剧烈的·如果星暴星系能够保持稳定，它内部形成新恒星的宇宙气体消耗的速度非常快·著名的星暴星系有大熊座的M82星系·星暴星系以迅猛的速度产生新星，同时又以迅猛的势头引起超新星爆发

车轮星系是位于玉夫座方向的一个相互作用星系，也是一个透镜状星系，它是最近的和观察最完全的碰撞环星系。有一个明亮的核心，一个内环，外部还有一个星暴环。这个星系的样子呈车轮般光环状，外部的光环是不少新形成的恒星。天文学家认为，这个星系原本是一个像银河系般的螺旋星系，因为与另一星系相撞，才变成车轮状。估计在约两亿年以前，一个较小的星系撞向较大星系的中央。由于较大星系中心的重力遭小星系扭曲，以致产生冲击波（密度波），从中央冲向外部，使外层星云受压，形成新恒星。虽然人们找到车轮星系旁边有两个小星系，但多认为与它们与这次碰撞无关，原来发生碰撞的星系早已离去，现估计位于距离其25万光年的位置。车轮星系外部环的旋转速度达到每秒250千米，并以每秒90千米的速度膨胀。外部环上点缀着许多超巨型电离氢区，其联合光度50倍于银河系总光度。外部环内部则是一些稍老星协构成的弥漫轮辐，轮辐再与内环相连，其内部恒星更老。

黑眼星系（Black Eye Galaxy，M64，NGC4826）也称为睡美人星系、魔眼星系，因有一条引人入胜的壮观黑暗尘带横亘在明亮的星系核心之前而得名，位于后发座，距离我们大约1700万光年，后发星座里著名的黑眼星系(Black Eye Galaxy)又叫睡美人星系，编号为Messier 64。它有一条引人入胜的黑色尘带，横亘在明亮的星系核心之前，因而被称为“黑眼星系”或“魔眼星系”。这个星系在天文爱好者中间非常有名，因为用小型望远镜就能看到它。两个星系的碰撞产生了这样一个具有奇特外形以及特殊内部运动的恒星系统。M64在其明亮的星系核周围拥有壮观的吸收尘埃暗带，因此得名“黑眼睛星系”。在这张哈勃空间望远镜所拍摄的照片中央部分我们可以看到暗带微小细节。由于M64在小望远镜的独特外形，使得它在天文爱好者中也非常有名。18世纪法国天文学家梅西耶第一次将其收录在了自己的星云星团表中。M64位于北天的后发座，距离地球1700万光年。乍看之下，M64只是一个普通的旋涡星系，星系中绝大部分的恒星都以顺时针方向绕星系核运动。但是在90年代的仔细研究之后发现，M64的外层气体的运动方向和内层气体以及恒星的运动方向相反。在以不同方向运动的气体的剪切区域，由于气体间的碰撞、挤压和收缩导致了恒星大量形成。在这张图上沿着发光氢气体云刚刚形成的蓝色高温恒星特别醒目。天文学家相信当一个M64的卫星系与M64发生碰撞时引发了反向旋转的气体流，时间大约是在超过10亿年之前。这个卫星系几乎已经被完全摧毁了，但是由于碰撞导致的M64外层气体反向运动还保留至今

天卫三是天王星最大的卫星，也是太阳系内第八大的卫星。表面也覆满了火山灰。这表明曾发生过火山活动。那儿有长达数千公里的风力强劲的大峡谷，可能是由于内部的水冻结、膨胀，撑裂了薄弱的外壳而形成的。表面也覆满了火山灰。这表明曾发生过火山活动。那儿有长达数千公里的风力强劲的大峡谷，可能是由于内部的水冻结、膨胀，撑裂了薄弱的外壳而形成的。它的表面也被一种黑色物质重新覆盖过，可能是甲烷或水冰。

海卫一是环绕海王星运行的一颗卫星。它是海王星的卫星中最大的一颗，它是太阳系中最冷的天体之一，具有复杂的地质历史和一个相对来说比较年轻的表面。1846年10月10日威廉·拉塞尔（William Lassell）发现了海卫一（这是海王星被发现后第17天）。海卫一在国际上的名字是崔顿（Triton），它是以希腊海神崔顿命名的，这个名字是1880年卡米伊·弗拉马利翁提出的。发现者拉塞尔本人似乎想不出应该怎样给这颗卫星命名，但是他给他后来的发现土卫七和天卫一、天卫二命名了。拉塞尔以为他还发现了海王星的一个环。虽然后来发现海王星的确有一个环，但是拉塞尔的发现还是值得怀疑，因为实际上海王星的环太暗了不可能被拉塞尔用他的仪器发现。

火卫一是一个形状不规则的小天体。围绕火星运动，一日围绕火星3圈，距火星平均距离约9378公里。火卫一（Phobos，英语发音"FOH bus"福博斯)呈土豆形状，一日围绕火星3圈，距火星平均距离约9378公里。 它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫一与火星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的，从火星表面算起只有6000千米。它也是太阳系中最小的卫星之一，火卫一是一个形状不规则的小天体。围绕火星运动，轨道距火星中心约9400km，也就是距离火星表面6000km。火卫一到其母星的距离比其他已知行星的卫星都要近。火卫一是太阳系中反射率最低的天体之一火卫一上有一个巨大的撞击坑，叫斯蒂克尼撞击坑。由于轨道离火星很近，火卫一的转动快于火星的自转。因此从火星表面看火卫一从西边升起，在4小时15分钟或更短的时间内划过天空在东边落山。由于轨道周期短以及潮汐力的作用火卫一的轨道半径在逐渐变小，最终它将撞到火星表面，或者破碎形成火星环。

地卫一俗称月亮，古时又称太阴、玄兔、婵娟，是地球的卫星，并且是太阳系中第五大的卫星。月球直径大约是地球的四分之一，质量大约是地球的八十一分之一，太阳系内的卫星相对于所环绕的行星的质量比。月球是质量最大的卫星，月球表面布满了由小天体撞击形成的撞击坑。月球与地球的平均距离约38万千米，大约是地球直径的30倍。月球可能形成于约45亿年前，在地球形成后不久，有关它的起源有几种假说，得到更多事实证据支持的说法是是它形成于地球与火星般大小的天体-“忒伊亚”之间一次巨大撞击所产生的碎片，在地球外围聚集而形成的“大碰撞起源说”。月球正面大量分布着由暗色的火山喷出的玄武岩熔岩流充填的巨大撞击坑，形成了广阔的平原，称为“月海”，实际上“月海”中一滴水也没有。月海的外围和月海之间夹杂着明亮的、古老的斜长岩高地和显目的撞击坑。它是天空中除太阳之外最亮的天体，尽管它呈现非常明亮的白色，但其表面实际很暗，反射率仅略高于旧沥青。由于月球在天空中非常显眼，再加上规律性的月相变化，自古以来就对人类文化如神话传说、宗教信仰、哲学思想、历法编制、文学艺术和风俗传统等产生重大影响。月球的自转与公转的周期相等（称为潮汐锁定），因此月球始终以同一面朝向着地球。地球海洋潮汐的产生主要是由于月球引力的作用。由于地球海洋的潮汐作用力与地球自转的方向相反，地球的自转总是受到一个极其微弱的作用力在给地球自转“刹车”，长期积累下来，有充分的证据表明，地球的自转周期越来越慢，一天的时间极其缓慢地增长，大约几年增加1秒；由于地球的反作用力，使月球缓慢地距离地球越来越远，每一年远离地球大约3.8厘米。月球与太阳的大小比率与距离的比率相近，使得它的视大小与太阳几乎相同，在日食时月球可以完全遮蔽太阳而形成日全食。月球是第一个人类曾经登陆过的地外天体。1958年美国和前苏联发射的月球探测器都宣告失败。1959年前苏联和美国分别成功发射了“月球号”和“先驱者号”月球探测器。1969年美国的阿波罗-11号实现了人类首次载人登月，相继阿波罗-12、14、15、16和17号实现载人登月，一共有12名美国宇航员登上月球开展科学考察、采集月球样品和埋设长期探测月球的科学仪器，共带回地球381.7千克月球样品，大大增长了人类对月球起源、演化的认识。迄今为止人类只有这12名美国宇航员登上了地球以外的天体。

卡戎与冥王星组成双矮行星系统，曾被认为是冥王星的卫星，因此也叫冥卫一（2006年在布拉格召开的国际天文学联合会会议上与冥王星同时被降级成为矮行星），距冥王星约19740km，卡戎于1978年被美国天文学家詹姆斯·克里斯蒂发现，卡戎的发现使人类进一步的了解了冥王星。

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HD40307g天文学家近期发现在一颗近距离恒星周围存在一颗系外行星HD40307g，其和恒星之间的距离适中，可能拥有适宜生命存在的环境。这颗恒星距离地球约42光年，围绕其运行的一颗系外行星恰好位于其“宜居带”内。所谓宜居带就是指由于与恒星之间的距离适中，行星表面的温度条件可以允许水体以液态形式存在。格赖姆·安吉拉-艾斯柯德(Guillem Angla-Escude)来自德国哥廷根大学，她和来自赫特福德大学的米可·托米(Mikko Tuomi)博士一同作为有关这项发现论文的主要作者。她说：“这颗编号为HD 40307的恒星是一颗平静的老年矮星，因此没有理由认为围绕其公转的这颗行星不能拥有和地球相类似的气候环境。”加上此次发现的这颗3颗行星之后，围绕恒星HD 4030运行的，已经被确认的行星系统中的行星数量上升到了6颗。而此次新发现的这颗位于宜居带的行星则是在全部6颗行星中引起最多注意的一颗，它的轨道也是最靠外侧的。这颗行星的质量至少为地球的7倍，不过它围绕运行的距离和地球到太阳的距离相当，由于这就意味着它所接收到的光热量也应当和地球接收到的光照量相似。这就增加了其拥有宜居环境的可能性。

开普勒-22b是美国宇航局开普勒计划于2011年12月确认的首颗位于宜居带的系外行星。它围绕一颗和太阳非常相似的恒星公转。截止2011年2月份，科学家们共报告发现54颗位于宜居带的系外行星候选体，其中Kepler-22b是首颗得到确认的。美国宇航局所属开普勒空间望远镜于2011年12月确认了首颗位于所开普勒-22b行星系统和太阳系行星系统对比图谓“宜居带”中，并且围绕一颗和我们的太阳非常相似的恒星公转的系外行星。这颗最新确认的系外行星名为开普勒-22b(Kepler-22b)。威廉姆·布鲁基(William Borucki)是宇航局加州埃姆斯研究中心科学家，也是开普勒望远镜项目的首席科学家，正是他领导了这一次发现Kepler-22b的工作。他说：“我们第一次观察到这颗系外行星可能存在的零星线索是在望远镜升空调试工作完成后仅仅3天的时候，而到了2010年假开普勒186f(6张) 期的时候我们终于观察到3次重复显现的凌星现象，从而可以确定此项发现。”

格利泽581c（英语：Gliese 581 c）是一颗绕行位于天秤座格利泽581 红矮星之太阳系外行星里的“超级地球”，距离地球约20.5光年（193.9万亿千米）。它环绕恒星的轨道恰好处于其行星系的适居地带中，位于此地带行星的地表温度约在摄氏0至40度之间，因此格利泽581c可能存在液态水。由于液态水是已知型态生命存在的必要因素，所以格利泽581c有可能有生命存在。它所环绕的恒星格利泽581，是依照德国天文学家威廉·格利泽制作的星表识别的。格利泽581c与其恒星之间的距离比地球与太阳近得多，但是由于格利泽581是颗红矮星，所以格利泽581c得以维持适合液态水存在的温度。迄今为止，它是太阳系之外所发现的最小行星，也是少数类似地球的行星。按其质量估计，它约比地球大50%、重5倍，估计重力约比地球强2.2倍，它环绕轨道公转一圈只需花13个地球日。不过，天文学家仍无法判断这颗行星是否有自转。

格利泽581g（Gliese 581 g）是一颗系外行星，绕行位于天秤座的红矮星格利泽581，距离地球约20.5光年。它是在格利泽581行星系中发现的第六颗行星，于2010年9月29日由华盛顿卡内基学会和加州大学圣克鲁斯分校（UCSC）等机构发现后公诸于世，是夏威夷凯克天文台历时11年的观测所取得的成果。这颗在“适居带”内新发现的行星，有可能是迄今发现的与地球最像的系外行星，也是第一个潜在适居行星的确凿证据。但是也有天文学家指出没有在Gliese 581的可居住区域内任何行星的可信信号，无法证实Gliese 581g的存在。英国的天文学家基于HARPS的观测数据则认为Gliese 581最适宜存在5颗行星，格利泽581g并不存在。而根据美国高分辨率蝇眼探测器（HiRes）研究显示，Gliese 581拥有6颗行星的可能性误差达到99.9978% 。

2007年4月，欧洲天文学家宣布发现一颗新类地行星，行星编号为葛利斯581d，位于离地球不远的天秤座，质量约是地球的5.5倍（也有部分学者认为是5倍，或8倍），大小是地球的 1.5倍。它围绕距地球大约20.5光年的编号为吉利斯581的红矮星旋转，距该红矮星的距离大约为地球距太阳距离的1/14。由于红矮星比太阳小得多、暗得多，也冷得多，科学家推测，这颗新行星的平均温度大约在0摄氏度至40摄氏度左右。在这种温度条件下，水可以保持液体状态，也比较适合生命生存。2011年5月中旬，法国巴黎拉普拉斯学院的一组科学家发现它适合地球生命居住。

Gliese 411b是科学家在太阳系邻近恒星系统中发现的60颗新行星中的一颗，它具有岩石表面，位于距离太阳第四个最近的恒星系统Gliese 411b是英国赫特福德大学科学家带领的一支国际研究小组在太阳系邻近恒星系统中发现的60颗新行星中的一颗，它具有岩石表面，位于距离太阳第四个最近的恒星系统。Gliese 411b行星的发现暗示着最邻近太阳的恒星都存在行星环绕，并且其中部分行星颇似地球。