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通俗天文学
1.7.2 第二节 河外星系
第二节 河外星系

1923年,哈佛的夏普利开始研究河外星系。他证明了NGC6822星云比银河系中的任何星云都要遥远,所以“岛宇宙”有了一个雏形。它与银河系之间的距离大约是62.5万光年,类似于麦哲伦云的距离。

赫伯尔拍摄的最近漩涡星云中的单颗星恒的照片,这是在河外星系研究上迈出的第二步。他用威尔逊山的2.5米望远镜为许多恒星拍照,这里面就有造父变星。它们的距离,还有它们所属的漩涡星云的距离,全部可以测量。不过,天文学家需要常常为这些漩涡星云拍照,以便测量出造父变星的运行周期。赫伯尔采用这种方法对漩涡星云进行了测定,1925年宣布它是银河系之外的星系。

在漩涡星云中,只有“仙女座大星云”能够用肉眼看见,而且是最明亮的漩涡星云。秋冬季的夜晚,只要是熟悉飞马座中的大正方形的人就能轻易找到这个星云。我们将这个大正方形想象成一个勺子,勺柄朝向东北方。这个漩涡星云位于勺柄第二颗星星的东北方,用肉眼看起来像是长长的微弱光斑。即使通过望远镜也无法观察到星云的构造,但拍摄的照片能够显示出来。它是扁平状星云,它的边与我们有着15度的倾斜角,肉眼看见的明亮的核周围包裹着暗淡的盘。仙女座漩涡星云的距离大约是80万光年,它是一个非常大的星系。

虽然相邻的三角座中的漩涡星云M33比较近,但肉眼无法看见它。这个星云要比仙女座星云近5%,但它比较小,直径大约是1.5万光年,所以看起来也比较暗。三角座旋涡星云是用平面对着我们,所以能够看清楚它的构造。从核的反方向上延伸出一个分支,向着同一个方向且在同一个平面上不断弯曲。

我们推测,通过2.5米望远镜大约能够观察到200万颗河外星系的亮星,而且大部分是漩涡星云,距离在100万光年到1.5亿光年之间。漩涡星云的直径在5000光年到1万光年之间,主要是由它们的弯曲程度决定的。它们对着我们的情况有所区别,有些用边对着我们,有些用面对着我们,如北斗七星附近的猎犬座中的漩涡星云。

当漩涡星云用边对着我们时,看起来像是一个纺锤,主要特点是纺锤上有一道暗带,有时好像将纺锤分成了两半。漩涡星云中的暗带让我们想到银河系中的黑暗尘云,尤其是长长的暗淡裂纹。当天文学家通过分光仪进行观察时,这些用边对着我们的漩涡星云始终处于旋转状态,正好符合我们推测出来的情况。仙女座中的漩涡星云的核的自转周期大约是1600万年。

尽管大部分河外星云都是漩涡状的,但一小部分像是麦哲伦云。有些“椭圆星云”没有被分为单个的星星,它们的盘面看起来像是圆形。有些是扁长的椭圆形,而最扁的长轴两端类似于用边对着我们的双重凸镜。

银河系好像是由恒星聚集而成,这就是本星系群。已知的本星系群是40个,有些含有几个星系,而有些含有几百个星系。室女座附近存在一些例证。最近,哈佛天文台观察的半人马座星系群中含有一些巨大星系,可以与仙女座中的大星云相提并论。曾经,天文学家认为飞马座中的一群星系类似于本星系群。

当大家承认了河外星系的存在之后,在几年的时间里对它们有了一定的了解,但未知的情况依然不少。实际上,恒星的所有问题都在星云上重现了。正如我们周围的星星属于银河系,我们推测银河系和本星系群属于更大的系统,一个难以想象的超级系统。

新型望远镜为我们提供了许多帮助,尤其是哈勃太空望远镜。现在,我们拥有了许多实际的观测资料,再也不必像前辈一样苦思冥想了。

本星系群的中心是银河系,这是半径大约为300多万光年的空间内的星系的总称,总质量大约是太阳质量的6500亿倍。有些人认为本星系群的中心是银河系和仙女座中的大星云M31的公共重心。现在,本星系群中的已知星系大约是40个,其中还包括可能的星系。在这些星系中,有两个巨型漩涡星系(银河系和仙女座大星云),一个中型漩涡星系(三角座星云),一个棒漩涡星系(大麦哲伦云)。本星系群属于疏散群,不会向着中心聚集。不过,有些星星三五个聚集在一起形成一个次群,有些次群是以银河系和仙女座中的大星云为中心。

近距离星系团的空间分布让我们明白,有一个更高一级的星系团正在形成,它的中心是室女星系团,直径大约在30到70百万秒差距之间,包含50多个星系团和星系群,天文学家将其命名为本超星系团。而且,本星系群是其中的一员。