这个在深空照片中如旋涡般壮丽的天体,是大名鼎鼎的仙女座星系,也是人类仅凭肉眼就能见到的最遥远的宇宙天体。
在地球的夜空中,你肉眼所见的99.99%的星星,都是银河系以内的“本地居民”,这些星星距离我们有近有远,从数十光年到数百光年乃至数千光年,然而仙女座星系就完全不一样了,它是一个“外来者”。
在人类历史的绝大多数时间里,我们并不知道它的真实身份,在几个世纪以来,由于天文观测设备的相对落后,天文学家们只是将这个模糊的椭圆形光斑记录为“一片小星云”,在18世纪的梅西耶星表上,它被编号为M31,与猎户座大星云”并列,人们普遍认为,银河系就是整个宇宙,而这些“星云”只是其中小小的装饰。
这一认知,在1924年被彻底颠覆,天文学家埃德温·哈勃利用当时世界上最先进的、位于威尔逊山的100英寸胡克望远镜,对准了这片“仙女座星云”,他的目标是解析出其中的“造父变星”,“造父变星”是一种脉动恒星,其光变周期与它的“绝对亮度”之间存在着精确的数学关系。
它们是宇宙的“标准蜡烛”,只要测量出它的光变周期,就知道它“应该”有多亮,再与它“看起来”有多暗一对比,就能精确计算出它的距离,当哈勃找到这些星星并完成计算后,他得到了一个撼动整个科学界,乃至全人类世界观的数字。
他发现,这个“星云”距离我们远达近百万光年,这个距离远远超出了当时所知的银河系的最大尺度,最终哈勃意识到:仙女座星云根本不是一片星云,它是一个与我们银河系规模相当、但完全独立于银河系之外的“星系岛屿”。
这一重大发现,如同哥白尼的日心说一样,是人类认知的一次“大爆炸”,它瞬间将我们已知的宇宙版图扩大了亿万倍,广袤无垠的宇宙中,一定还埋藏着大量其它的星系,而我们的银河系,只是这亿万星系中最普通的一个。
哈勃的发现开启了现代宇宙学,仙女座星系作为距离银河系最近的大型星系成为了我们研究“邻居”的最佳样本。
仙女座星系的整体大小远比我们所处的银河系还要大,它的主盘直径长达约22万光年,它的恒星数量也更多,科学家估计仙女座蕴藏着大约1万亿颗如同太阳般耀眼的恒星,而银河系的恒星数量估计在1000亿到4000亿颗之间。
这幅由哈勃太空望远镜真实拍摄的仙女座星系局部照片,就是最好的证明,这张照片并非艺术家的想象图,我们清晰可见,里面那如同恒河沙数、密密麻麻的每一个亮点,都是一颗单独的恒星,它们正以前所未有的清晰度,向我们展示着另一个“银河系”的内部运作。
这些恒星与气体,同样围绕着它们中心那颗质量超过1亿倍太阳的超大质量黑洞进行公转,组成了一个我们既熟悉又陌生的、宏伟的螺旋形星系。
这就是从地球上看到的仙女座星系,它看起来很小,很微弱,但这只是一个巨大的错觉,我们肉眼看到的,仅仅是它那1万亿颗恒星中最明亮、最致密的核心区域,而它那广阔的、延伸达22万光年的旋臂,因为过于稀疏和暗淡,被我们的瞳孔“过滤”掉了,它的完整角直径其实有足足6-7个满月那么大。
光作为宇宙中最快的存在,从仙女座星系出发,也需要250万年才能抵达你的视网膜,这意味着,你今晚看到的仙女座星系,是它在250万年前的样子,目前仙女座星系正以每秒110公里的速度,朝着银河系狂奔而来。
大约40亿年后,仙女座星系将与银河系发生第一次“交错”碰撞,届时两个星系的“身体”将相互穿透。由于恒星之间的空间极其巨大,两颗恒星直接相撞的概率几乎为零,我们的太阳系大概率不会被“撞毁”。
但是两个星系强大的引力将彻底撕裂彼此的结构,旋臂将被扯碎,恒星将被抛入混乱的轨道,在宇宙中四处漂流,在接下来的20亿年里,它们将像两个幽灵一样,在引力的拉扯下再次折返、穿透、融合。
大约60亿年后,仙女座星系和银河系将彻底合并,形成一个全新的、更庞大的、结构单一的巨型椭圆星系,两个星系中心的超大质量黑洞也将融为一体,释放出宇宙中最强大的引力波。