[M31]仙女座星系

肉眼可見的河外星系－M31 仙女座星系

[M31]仙女座星系
By 56 Keith Wong
仙女座星系（Andromeda Galaxy）位於銀河系以外，距離我們大約250萬光年。在梅西爾天體列表內排列31，因此仙女座星系又稱M31。從地球觀測，它位於仙女座，因而得名，旁邊還有它的兩個衞星星系，分別是M32和M110。M31是能以目視方法看到最遠的深空天體之一，視星等為3.44。

M31的體積十分龐大。現時，據天文學家估計，M31最寬處的直徑大約是14萬光年，而銀河系的直徑則大約為10萬光年，由此可見，M31的體積比銀河系更大。

M31和銀河系有很多相似地方。M31和銀河系都是大型星系，擁有很多恆星。據天文學家估計，銀河系擁有1,000至4,000多億顆恆星，而在M31內恆星的數目更接近一兆（即10,000億）顆。由於恆星會因為其內部的核融合而發光，因此我們就可以看得見M31。

外形
M31屬於螺旋星系，螺旋星系是指擁有明亮螺旋臂結構的扁平狀星系。

M31的外形

觀測史
起初，天文學家觀察M31時，曾把它當作星雲（Nebula）。1785年，天王星發現者、英國天文學家威廉·赫歇爾（Sir Frederick William Herschel）曾把它當成做「仙女座大星雲」，並很粗略地估計距離應在天狼星（距離地球8.6光年）的2,000倍之內。這個估計並不準確，而且跟實際距離相差甚遠。

1887年艾薩克‧羅伯斯（Isaac Roberts）在英國薩塞克斯郡（Sussex）的私人天文台拍攝M31的第一張照片，讓世人第一次看見它的螺旋結構。然而，因為當時技術所限，羅伯斯和其他天文學家都以為M31和類似的螺旋「星雲」是正在誕生的恆星和行星。

1925年，哈勃（Edwin Powell Hubble）利用100 英吋反射望遠鏡拍攝M31的照片，發現M31離我們銀河系有極大距離，因此不可能是銀河系以內的星體。在這之前，部分天文學家曾認為銀河系就是全宇宙唯一的星系，所有星體都在銀河系之內。M31等河外星系的觀測令天文學家大開眼界，人們眼中的觀測宇宙範圍也擴大了很多。


質量與距離
有研究計算出M31的質量大約是1.5兆個太陽質量。銀河系的質量和M31的質量大致相約，目前仍未有定論哪一個星系質量較高。

2005年，天文學家在M31內發現一對雙星，透過觀測這對雙星互食的情況，可以計算出它們的視星等和絕對星等，從而再測量出這對恆星的距離約為252萬光年，由此估計M31的距離大約是250萬光年。我們現在在地球上看到M31的模樣，是大約250萬年前的模樣，因為光要用250萬年才可由M31傳遞到地球。

本星系群（Local Group）

本星系群，中心為銀河系，右手邊Andromeda Galaxy為仙女座星系，還包括其他星系。圖中尺寸以百萬光年計(million ly) 。

我們銀河系所位處的本星系群包含超過50個星系，直徑大約1,000萬光年。以質量計，最大的兩個星系就是M31和銀河系，而這兩個星系各自擁有自己的衛星星系系統。可以說，在本星系群裡，M31和銀河系是兩位「大哥」。M33三角座星系(Triangulum)則是本星系群內第三大星系，而其他的星系大都比較細小。

衞星星系
衞星星系會受到引力影響而環繞另一個大星系。

銀河系有大、小麥哲倫雲（Large and small Magellanic Cloud）兩個衞星星系，而M31也有它的衞星星系，包括M32和M110，還有其他十二個矮星系。

仙女座星系–銀河系碰撞
目前我們已知M31正以每秒110公里的速度向銀河系接近，NASA預測銀河系將會在大約40億年後與M31相撞。假如有人類在40億年後的地球上，將有機會在星空中見到本星系群中最大的兩個成員互相融合成為一個超級大星系。NASA曾經以電腦模擬出這個碰撞的效果。M31是少數與地球越來越接近的星系，大多數星系都在離我們而去。

http://www.youtube.com/watch?v=jtMyGIv0YgY

電腦模擬圖。40億年後從地球觀望銀河系和仙女座星系碰撞的情景。
碰撞前（上圖）和碰撞後（下圖）

意義
因為太陽系位處於銀河系內，「不識廬山真面目，只緣身在此山中」，所以我們基本上無法看到銀河系的外貌。幸好天文學家可以觀察M31和銀河系相似的地方，藉此推測出銀河的外形和結構了。過去普遍認為銀河系與M31一樣，都是屬於螺旋星系。但後來有研究認為銀河系屬於棒旋星系，目前仍未有定論。無論如何，透過觀察M31，我們可以更加了解我們的銀河系。
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/milky-way-collide.html