编辑本段天文观测
最佳观测月份：10月~11月 最佳观测地点：北纬90°~南纬40° 21时上中天日期：11月27日 观测M31的最好时间是在秋天的夜晚,每年10月9日子夜仙女座的中心经过上中天 。秋仙女座星系
夜的星空不像春夏两季的星空有那么多明亮的星座,一群王族星座是秋夜星空的最大特点 。这些王族星座的主人公是古代埃塞俄比亚的国王、王后和公主,以及从海中怪兽的手里救回公主的勇士,即英仙 。在仙王座、仙后座、仙女座、英仙座等一批王族星座当中,仙女座因为拥有M31而成为最受人们瞩目的星座 。仙女座大星云大致位于仙女座的中心位置,在南纬48°以北的广大地区都可以看到仙女座大星云 。为了能够在浩繁的群星当中顺利地找到仙女座大星云,我们需要首先熟悉一下秋夜星空 。秋夜的银河已转到东北方,可以看见在银河中“游泳”的仙后座,它有5颗相当明亮的恒星排列成英文字母“W”的形状,很容易辨认 。仙后座的西面为仙王座,东面是英仙座 。银河南边不远,有四颗亮星成一个明显的四边形排列,这就是著名的秋季大四边形 。四边形的三颗星都属于飞马座,只有东北角的那一颗星是仙女座a星 。仙女座a星的目视星等为2等,白色 。从仙女座a星往北约12°,再往东约5°远的地方有一颗3等的双星,是仙女座γ星,中文名叫“天大将军” 。这个“天大将军”我们要格外注意,仙女座大星云M31非常靠近它,就在它的西边仅仅1°远的地方 。仙女座大星云的总星等为4等,单位面积的亮度平均为6等,晴朗无月的夜晚用肉眼依稀可见,像一小片白色的云雾 。通过一架小型天文望远镜就能看出它那柔和的银白色椭圆形状 。仙女座大星云是一个典型的旋涡星系,但是由于它是侧面朝向我们,所以不容易看出它的一条条的旋臂 。通过口径大一些的天文望远镜,可以看出它的一些结构,比如它的核心特别明亮,并且越往中心部分越明亮,还可以看出一部分旋臂、黑色的尘埃线、球状星团和恒星云等 。另外还可以看到它的两个矮星系伴侣,一个小的、呈圆形的、很密集的椭圆星系M32在M31核心的南面,另一个略微暗弱一点儿但比M32更大且长的椭圆星系M110在M31的西北边 。还有许多银河系内的比较暗弱的恒星充满了这一天区,更为仙女座大星云增添了迷人的色彩 。100多年以前,人类对宇宙的认识还局限在银河系以内 。当时,天文学家已经发现了许多云雾状天体,将它们统称为星云 。一些天文学家使用分光方法观测和研究了恒星和星云之后,发现这些云雾状天体其实并不全都是同一类天体 。其中有一类是由气体和尘埃构成的,是位于银河系以内的真正的气体星云而另一类云雾状天体实际上却是由许多恒星密集在一起构成的恒星集团,它们往往具有旋涡状结构,因而又称之为“旋涡星云” 。仙女座大星云就是这些旋涡星云当中最典型的一个 。旋涡星云究竟是一种什么样的天体系统?它们是银河系以内的天体还是银河系以外的天体?这个问题令天文学家十分费解,并且在很长一段时期内,大家都没有办法达到共识 。1920年4月26日,美国国家科学院为这个问题专门召开了一次题为“宇宙尺度”的辩论会,辩论的内容是银河系的大小和旋涡星云的真相 。这两个问题是紧密相关的 。如果银河系足够大,而旋涡星云很近很小,那么后者就是前者的组成部分相反,旋涡星云就是银河系之外独立的“宇宙岛” 。在测定天体距离方面颇有成就的柯蒂斯认为旋涡星云是河外星系,他根据仙女座大星云中新星的亮度估计了它的距离,约为100万光年,远远大于银河系的直径 。柯蒂斯说:“作为银河系以外的星系,这些旋涡星云向我们指示了一个比我们原先所想象的更为宏大的宇宙 。” 对银河系结构做出了正确解释的沙普利坚决不同意柯蒂斯的结论,他坚持认为“旋涡星云与其它星云一样都是银河系的成员” 。他的证据是一位荷兰天文学家范玛南所提供的观测结果:旋涡星云的距离只有数千光年,都在银河系的范围以内 。当时辩论双方各持己见,谁也拿不出足够的理由将对方说服 。旋涡星云成为举世瞩目的难解之谜 。就在许多天文学家为旋涡星云的本质问题而煞费苦心的时候,年轻的天文学家哈勃在 1923年通过威尔逊山天文台2.54米的巨型反射望远镜拍摄了一批高清晰度的旋涡星云照片 。哈勃对这批旋涡星云的照片做了仔细的推敲,照片上仙女座大星云M31的外围已被分解为恒星 。从这些恒星中他找到了第一颗造父变星 。第二年,他又从仙女座大星云中辨认出许多造父变星 。造父变星的绰号叫“量天尺”,利用“造父变星周光关系”可以推算出这些变星的距离,进一步就可以确定出它们所隶属星云的位置了 。这是一条揭开旋涡星云本质之谜的正确途径 。哈勃计算出M31的距离约为90万光年,而当时已知银河系的直径为10万光年 。由此哈勃确认M31是远在银河系以外的独立的星系 。1924年底,哈勃对于旋涡星云的研究结果公布后马上得到了大家的公认 。现代测量结果表明,仙女座大星云M31距离我们220万光年,是地球人类肉眼可以看见的最遥远的天体 。M31的直径约16万光年,几乎比银河系大一倍所包含的恒星数目也比银河系大约多一倍质量也比银河系大一倍以上 。M31有7个伴星系,前面已经提到过的M32和M110是7个伴星系中最明亮的两个,它们的视星等都是9等左右,M32的直径大约7000光年,M110的直径大约14000光年 。还有两个伴星系也比较亮,通过口径15厘米以上的望远镜能够看到,它们是NGC147和NGC185,直径分别为7800光年和9500光年,也都是椭圆星系,都位于M31以北大约7°的天区 。从星图上看,这两个伴星系都在仙后座中,实际上,它们与M31有着物理上的联系 。另外3个伴星系的亮度大约13等甚至更暗,要通过大型天文望远镜才能看到 。事实上,我们的银河系与邻近的大约30个星系在引力作用下聚集在一起组成了一个比较小的星系集团,叫做本星系群 。本星系群中最主要的成员是仙女座大星云,其次是我们的银河系,另外还有大小麦云、三角座的旋涡星系M33等等 。1993年哈勃空间望远镜得到的M31中心部分的照片,显示出它有两个核,这是一个令人惊异的新发现 。有人猜想可能是曾经有一个伴星系闯入了M31的核心,但是目前还没有得到大家的公认 。人们从对仙女座大星云的观测和研究当中获得了许多宝贵的信息,发展了对宇宙的认识 。仙女座大星云一直是天文学家关注的对象,过去是,现在是,将来仍然还会是 。
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