藏文科普 | 仙女座星系是如何在庞大的银河系中被人们发现的？

发现仙女座星系

这个星系并合的主角之一是我们身处的银河系，另一位主角就是仙女座星系（梅西耶星表编号31，星云星团新总表编号位NGC 224）。之所以叫仙女座星系是因为她在天球上的位置在仙女座，视星等3.4等，在无月夜是可以用肉眼看到的。

仙女座星系是本星系群中最大的星系，距离我们254万光年，其中包含10000亿颗恒星，而我们人类所在的银河系仅有3000亿颗恒星。那么这个巨大的星系是怎么发现的呢？

20世纪初，美国天文学家亨利爱塔·勒维特利用造父变星进行天体测距。由于造父变星的光变周期（即亮度变化一周的时间）和其自身的亮度存在很强的相关性，因此通过测量光变周期就可得到其本征的亮度，再通过亮度和距离的平方反比关系求得距离，因此造父变星的这一特征成为标准烛光。

船尾座RS是银河系中最亮的造父变星之一(图片来源/Wiki )

在同一时代，美国天文学家维斯托·斯里弗通过观测天体谱线的多普勒效应发现了天体的红移现象，也就是说该天体在向远离我们的方向运动。1923年，美国天文学家埃德温·哈勃通过观测仙女座星系中的造父变星，发现其距离远超银河系的本身尺度，这打破了当时人们普遍认为的整个宇宙只有银河系大小的观点。1929年埃德温·哈勃提出了著名的哈勃定律：由于宇宙膨胀，绝大多数星系都会远离我们（红移），而星系的退行速度与我们的距离成正比，这就意味着宇宙并非是静止的，而是在膨胀。

星系华尔兹的诞生

但在实际观测中却存在几个例外，比如仙女座星系，并不是远离我们，而是朝着银河系中心以110千米/秒的速度（扣除了太阳在银河系的旋转速度）而来，这也意味着在未来，很可能这两个星系会碰撞。

大家都知道，在马路上，两辆汽车相撞的可能性还是比较大的，之所以如此，是因为在同一条马路上，可以认为是一维空间。假如是在任何方向都可以任意驰骋的大草原上，两辆汽车相撞的概率就要低得多。

那么如果是在三维空间，其碰撞概率就应该低得更多，况且是在这么遥远的距离—254万光年。空间上的一个微小的角度偏差最终就会导致在距离上的巨大偏差，因此两个星系的碰撞看起来还是非常“难”的一件事。

而真正确定这个碰撞的是美国马里兰州巴尔的摩空间望远镜研究所的科学家罗伊兰德·范德·马雷尔（Roeland van der Marel）和桑姆·托尼·孙（Sangmo Tony Sohn）等人。

2002—2010年间，他们利用哈勃空间望远镜，通过长期的自行（和视线垂直方向的速度）观测，对仙女座星系的不同区域分别进行了细致观测和计算，结果发现这两个星系在大约40亿年后的碰撞是不可避免的，并合后的星系被称为Mikodeda或者Milkdromeda，就是银河系（Milky Way）和仙女座星系（Andromeda）的英文结合体。

哈勃空间望远镜

2015年5月，《自然》杂志报道了这则新闻，并对这次碰撞进行了数值模拟，同时还利用动画给出了40亿年之后仙女座星系和银河系两个星系的首次“亲密接触”，这就像是两位舞者在华尔兹中的首次牵手。这时如果从地球上看，我们首先会看到仙女座星系离我们越来越近，并且看起来越来越大，之后这两个星系几乎是擦肩而过，再经历20亿年，两个星系又会回头再次拥抱，发生明显的并合，最终成为一个巨椭圆星系或者一个巨形盘状星系。

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