第1个回答 2022-08-22
在晴朗的夜晚,我们如果远离城市的喧嚣和灯火辉煌的灿烂,在一个寂静黑暗的场所抬头望向浩瀚的星空,在天球的北端、 大熊座的下方、飞马座的附近, 可以用肉眼直接观看到一个较为比较模糊的亮斑,这个亮斑则是包含着众多恒星的河外星系-仙女座星系。
仙女座星系距离地球250万光年,包含的恒星数量估计为1万亿颗,要远远高于银河系内恒星的数量,它在天球上的视大小为192.4*62.2弧分,视星等为3.5,是肉眼可见的最远天体之一。
其实,仙女座很久之前就被古人所发现。几千年以来,或许古人也都在思考着这个模糊亮斑到底是什么。目前已知关于仙女座星系最早的文字记载,可以追溯到964年,一位波斯天文学家撰写了一本“固定恒星”的书,在书中他称呼这个模糊的亮斑为“小云”,同时指出了大麦哲伦星云的位置。
1612年,德国天文学家西门·马里乌斯首次用望远镜,对仙女座星系进行观测和记录。 1764年,法国天文学家梅西耶将其编目为M31。 1786年,英国科学家F.W.赫歇尔,首次将仙女座星系列入能够分解为恒星的星云阵营。
不过,在19世纪前,所有的科学家都还认为,我们所处的银河系就是整个宇宙,所以一直都将仙女座视为银河系中的一个小星系。直到19世纪,天文学家们才逐渐意识到仙女座的特殊性。
在望远镜发明之后,使用望远镜来寻找“星云”是天文学家和天文爱好者普遍喜欢做的工作,如果确认所观察到的夜空中模糊的亮斑不是彗星,那么,人们往往将这个亮斑视为“星云”,当然,具有螺旋形状的仙女座,一开始也被称为螺旋星云。
1864年,英国天文学家威廉·哈金斯,使用棱镜来分解和研究来自各种星云所发出的光线时,发现M31的光谱与其它星云有着很大的不同。 仙女座星系的光谱,呈现的是在连续光谱上叠加了暗线,这种情况与气体星云完全不一样,非常像是单独的一颗恒星,因此, 威廉·哈金斯 推测仙女座星系具有恒星 的本质。
1917年,美国天文学家希伯·柯蒂斯观测到 M31 中拥有多颗新星,而且亮度远低于银河系内的恒星视星等,他估测这些恒星与地球的距离要有50万光年之遥。1924年,美国天文学家哈勃,在观测的照相底片上,确认出仙女座星系旋臂上存在造父变星,并根据变星的周光关系测算出它与地球的距离, 至此关于仙女座是否处于银河系内的“大辩论”平息了,因为即使50万光年的距离,显而易见也远远大于银河系的范围。
而在哈勃观测到宇宙红移现象之前,其实还有一位科学家要早于他发现这个现象,这个人就是另一位美国的天文学家维斯托·梅尔文·斯里弗 ,而他发现红移的天体对象正是仙女座。 1912年,斯里弗 将 24 英寸克拉克望远镜对准了仙女座,结果发现了明显的红移现象。与此同时,他利用望远镜对10多个其它螺旋星系开展了测量,结果发现除了3个以外,其余的星系都在远离银河系。 斯里弗 的研究成果,即证实了仙女座不在银河系内的观点,同时也为后来哈勃提出宇宙膨胀理论奠定了基础。
随后,1944年,德国天文学家沃尔特·巴德,又分辨出仙女座星系中核心部分的天体,辨别出其中的星团和恒星,并提出了年轻的、高速运动、明亮的第一星族以及古老的、偏暗的第二星族的分类概念,后来科学家们将这种分类也应用到银河系中。
根据 斯里弗 的观测结果,以银河系为参照,仙女座星系是为数不多的发生蓝移的星系,当时测算的向银河系靠近的速度约为 180公里/秒,如果排除太阳系围绕银河系的相对运动,那么靠近的速度将缩小至100公里/秒左右。据最新的观测和研究结果,我们的银河系与仙女座星系,二者正以相对速度200公里/秒进行靠拢,如果保持这个速度不变,大约37亿年后它们就将相撞。如果考虑随着时间的推移,它们在距离不断拉近的过程中,相互之间的万有引力会逐渐增大,相对的运动速度会逐渐加快,那么有可能在30亿年左右就将相遇。
在它们相遇时,如果地球上还有人类,人们就会看到夜空中两个非常明亮的“条带”交相辉映。在此过程中,两个螺旋星系会因彼此的引力拉扯,都被撕扯成拉长的形状,然后远离,再互相靠近,这样剧烈的过程,势必会导致一些恒星被抛洒出去,而星系中的游离气体物质会被压缩成新的恒星,通过几亿年甚至几十亿年的“磨合”,原来两个星系中的旋臂结构将消失,最终 “结合”形成一个更为明亮、更为庞大和结构更加复杂的新的星系-椭圆星系。
在两个星系合并的过程中,由于宇宙空间的极大宽阔性,除了极少数恒星和行星发生碰撞之外,其余的大多数都是以一种非常平稳的方式,重新融入新的引力环境,最后达到一种重组和平衡的状态,因此,星系的碰撞肯定不是完全的毁灭,而是新的开端。如果人类文明能够延续到那个时候,能看到如此壮观而又“细水长流”的景象,实在是一大幸事。