How big is 仙女座星系?
1.3 zettametry!
仙女座星系又称梅西耶 31 或 M31，是距银河系最近的大型星系，距地球约 250 万光年。光年是光在一年内传播的距离，约合 9.46 万亿千米。仙女座星系明亮的恒星盘直径约为 14 万光年，更暗弱的恒星则分布得远得多。
大小
仙女座星系是一个旋涡星系：由环绕中央核球的扁平恒星盘构成。从地球上看，它明亮的星系盘的宽度约为满月的 6 倍。由于我们几乎是从侧面看它（倾角达 77 度），它看起来像一个细长的椭圆。
星系没有清晰的边缘，因此天文学家通常将其宽度测量到亮度降至某一固定阈值处为止。按这一标准，《明亮星系第三参考星表》给出仙女座星系的宽度约为 190 角分，1 角分是 1 度的六十分之一。2021 年的一项研究利用造父变星——一类因规律脉动而能揭示真实亮度的恒星——测得仙女座星系距地球约 248 万光年。以此距离计算，其明亮星系盘的直径约为 14 万光年。
星系盘并不止于此。2005 年，天文学家测量了仙女座星系周围 2800 多颗恒星的运动，发现了一个暗弱、分布不均的外盘。它从中心向外延伸约 13 万光年，其中少数恒星的距离几乎是这一数值的两倍。
算上这个暗弱的外盘，仙女座星系的直径约为 26 万光年。NASA 给出的宽度约为 22 万光年，欧洲航天局给出的约为 20 万光年。
大小比较
- 仙女座星系明亮星系盘的宽度约为银河系星系盘（直径约 10 万光年）的 1.4 倍。
- 如果把银河系的星系盘缩小到一个篮球（24 厘米）那么大，仙女座星系明亮的星系盘就会约有 33 厘米大小，距离约为 6 米。
- 室女座 A 星系是一个巨型星系，也是本站中下一个更小的物体；以相同的亮度标准测量，它与仙女座星系的宽度大致相当。
- 风车星系是本站中下一个更大的物体，以同样方式测量，其宽度约为仙女座星系的 1.3 倍。
观测仙女座星系
在黑暗的地方，仙女座星系亮到不用望远镜也能看见。已知关于它最早的记录，见于波斯天文学家阿卜杜勒·拉赫曼·苏菲于公元 964 年所著的《恒星之书》。
由于距离太近，仙女座星系在天空中所占的范围太大，哈勃空间望远镜无法一次拍全。2025 年 1 月，NASA 公布了一张照片，由 600 多张历时 10 多年拍摄的重叠哈勃图像拼接而成。照片中约有 2 亿颗恒星，NASA 指出，这仍只是该星系恒星总数的一小部分。
仙女座星系是如何长大的
仙女座星系暗弱外盘中的团块，几乎可以肯定是被它撕碎的较小星系的残骸。2005 年的那项研究认为，外盘的大部分正是由这些被俘获的恒星构成的。NASA 也指出，仙女座星系的历史中包括与曾环绕它运行的较小星系的并合。
仙女座星系目前正在靠近银河系。天文学家长期以来预测，两者将在约 40 亿至 50 亿年后相撞，并合并成一个椭圆星系。2025 年的一项研究利用哈勃和盖亚空间望远镜的测量数据，还纳入了两个较小邻近星系——三角座星系和大麦哲伦云——的引力作用。研究发现，这两个大星系在未来 100 亿年内不发生并合的概率约为 50%。
参考资料
- Messier 31 (The Andromeda Galaxy). NASA Hubble Space Telescope, Hubble's Messier Catalog.
- Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3). de Vaucouleurs et al., Springer, 1991, via CDS VizieR.
- A Sub-2% Distance to M31 from Photometrically Homogeneous Near-infrared Cepheid Period-Luminosity Relations Measured with the Hubble Space Telescope. Li et al., The Astrophysical Journal, 2021.
- On the Accretion Origin of a Vast Extended Stellar Disk around the Andromeda Galaxy. Ibata et al., The Astrophysical Journal, 2005.
- Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA, 2019.
- Galaxy Types. NASA Science.
- Hubble takes gigantic image of the Triangulum Galaxy. ESA/Hubble, 2019.
- The Milky Way Galaxy. NASA Goddard Space Flight Center, Imagine the Universe, 2015.
- No certainty of a Milky Way–Andromeda collision. Sawala et al., Nature Astronomy, 2025.
- Astronomers Capture First Image of a Black Hole. European Southern Observatory, 2019.
- The Carnegie-Chicago Hubble Program. VII. The Distance to M101 via the Optical Tip of the Red Giant Branch Method. Beaton et al., The Astrophysical Journal, 2019.
- Measuring the Universe. International Astronomical Union.
- Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.