仙女座星系,仙女座星系观测进展

文章作者:紫忆 | 2016-01-18
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  仙女座星系又叫仙女星系,位于仙女座方位的拥有巨大盘状结构的旋涡星系,直径16万光年,距离我们有254万光年,是银河系最近的大星系。仙女星系在梅西叶星表编号为M31,星云星团新总表编号位NGC 224,视星等为4.36,在东北方向的天空中看起来是纺锤状的椭圆光斑,是肉眼可见的最遥远的天体。仙女星系和银河系同处于本星系群,质量是银河系的二倍,直径至少是银河系的1.5倍。

仙女座星系是如何被发现的?

      早在16世纪,波斯的天文学家阿尔苏飞就观测到了仙女座星系,他描述它是“小云”,星图上的标记在那个时代也是“小云”。
      1612年,第一个以望远镜进行观测和记录是西门•马里乌斯,
      1764年,梅西尔将他编目为M31,并不正确地相信西门•马里乌斯为发现者,却未察觉阿尔苏飞在更加早期的工作。
      1785年,天文学家威廉•赫歇尔注意到在仙女座星系的核心区域有偏红色的杂色,使他相信这是所有星云中最靠近的“大星云”,并依据星云的颜色和亮度估计(并不正确)距离应在天狼星的2,000倍之内。
      1786年,赫歇耳第一个将仙女座星系列入能分解为恒星的星云。
      1864年,威廉•哈金斯在观察仙女座星系的光谱,注意到与气体星云不同仙女座星系的光谱是在频率上连续的连续光谱上叠加上了暗线,很像是单独的一颗恒星,因此他推论仙女座星系具有恒星的本质。
      1885年,一颗超新星出现在仙女座星系(是仙女座S),这是第一次看见如此遥远星系中的恒星。在当时,他的亮度被低估了,只被认为是一颗新星,因此称为1885新星。
      1887年,仙女座星系的第一张照片被以撒•罗伯斯在他坐落在英国萨塞克斯郡的私人天文台拍摄的。长时间的曝光使世人第一次看见她的螺旋结构。可是,在当时这类被认为星云的物体,一般都相信是在我们银河系内的天体,罗伯茨也错误的相信仙女座星系和类似的螺旋星云实际上都是正在形成的太阳系、卫星和诞生中的行星。
      1912年,仙女座星系相对于太阳系的径向速度被维斯托•斯里弗在罗威尔天文台使用光谱仪测量出来。相对于太阳系的速度是每秒300公里(186英里/秒),这结果是当时最快的速度记录。
      1914年,皮斯探知仙女座星系有自转运动。
      1917年,希伯•柯蒂斯观测到仙女座星系内的一颗新星,搜寻照相的记录又找到了11颗。柯蒂斯注意到这些新星的平均光度约为10等,远低于发生在银河系内的星等。这一结果使估计的距离提高至500,000光年,也是他成为“岛宇宙”假说的拥护者。此一假说认为螺旋星云也是独立的星系。
      1920年,发生了哈洛•夏普利和希伯•柯蒂斯之间的大辩论,就银河系、螺旋星云、和宇宙的尺度进行辩论。为了支持他所声称的仙女座星系是外在的星系,柯蒂斯提出我们自己的银河系也有尘埃云造成类似的黑色小道,并且有明显的多普勒位移。
      1924年,哈勃在照相底片上证认出仙女座星系旋臂上的造父变星,并根据周光关系算出距离,确认仙女座星系是银河系之外的恒星系统。现代测定它的距离是670千秒差距(220万光年)。直径是50千秒差距(16万光年),为银河系的两倍,是本星系群中最大的一个。
      1939年,通过巴布科克等人的研究,测出从中心到边缘的自转速度曲线,并由此得知仙女座星系的质量。
      1944年,巴德又分辨出仙女座星系核心部分的天体,证认出其中的星团和恒星,并指明星族的空间分布与银河系相。仙女座星系旋臂上是极端星族I,其中有O-B型星、亮超巨星、OB星协、电离氢区。在星系盘上观测到经典造父变星、新星、红巨星、行星状星云等盘族天体。中心区则有星族Ⅱ造父变星。晕星族成员的球状星团离星系主平面可达30千秒差距以外。还发现,仙女座星系成员的重元素含量,从外围向中心逐渐增加。这种现象表明,恒星抛射物质致使星际物质重元素增多的过程,在星系中心区域比外围部分频繁得多。

仙女座星系与银河系的联系

      由于人类身处银河系,无法观测到银河系的全貌,但天文学家想象银河系也是一个类似于仙女座星系的螺旋星系。仙女座星系、银河系和其他30多个星系共同组成一个更大的星系集团--本星系群(Local Group Galaxy Cluster)。我们银河系和仙女座星系正在相互靠近对方,在大约30亿年后两者可能会碰撞,在融合过程中将会暂时形成一个明亮、结构复杂的混血星系。一系列恒星将被抛散,星系中大部分游离的气体也将会被压缩产生新的恒星。大约再过几十亿年后,星系的旋臂将会消失,两个螺旋星系将会融合成一个巨大的椭圆星系。不过,两星系的碰撞、融合只发生在遥不可及的未来,人类大可不必为此“忧天”。

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