仙女星系在梅西叶星表编号为M31,星云星团新总表编号位NGC 224,视星等为4.36,在东北方向的天空中看起来是纺锤状的椭圆光斑,是肉眼可见的最遥远的天体。
仙女星系和银河系同处于本星系群,质量是银河系的二倍,直径至少是银河系的1.5倍。
<1 /> 仙女座星系是如何被发现的? 早在16世纪,波斯的天文学家阿尔苏飞就观测到了仙女座星系,他描述它是“小云”,星图上的标记在那个时代也是“小云”。
<1 /> 1612年,第一个以望远镜进行观测和记录是西门•马里乌斯,<1 /> 1764年,梅西尔将他编目为M31,并不正确地相信西门•马里乌斯为发现者,却未察觉阿尔苏飞在更加早期的工作。
<1 /> 1785年,天文学家威廉•赫歇尔注意到在仙女座星系的核心区域有偏红色的杂色,使他相信这是所有星云中最靠近的“大星云”,并依据星云的颜色和亮度估计(并不正确)距离应在天狼星的2,000倍之内。
<1 /> 1786年,赫歇耳第一个将仙女座星系列入能分解为恒星的星云。
<1 /> 1864年,威廉•哈金斯在观察仙女座星系的光谱,注意到与气体星云不同仙女座星系的光谱是在频率上连续的连续光谱上叠加上了暗线,很像是单独的一颗恒星,因此他推论仙女座星系具有恒星的本质。
<1 /> 1885年,一颗超新星出现在仙女座星系(是仙女座S),这是第一次看见如此遥远星系中的恒星。
在当时,他的亮度被低估了,只被认为是一颗新星,因此称为1885新星。
<1 /> 1887年,仙女座星系的第一张照片被以撒•罗伯斯在他坐落在英国萨塞克斯郡的私人天文台拍摄的。
长时间的曝光使世人第一次看见她的螺旋结构。
可是,在当时这类被认为星云的物体,一般都相信是在我们银河系内的天体,罗伯茨也错误的相信仙女座星系和类似的螺旋星云实际上都是正在形成的太阳系、卫星和诞生中的行星。
<1 /> 1912年,仙女座星系相对于太阳系的径向速度被维斯托•斯里弗在罗威尔天文台使用光谱仪测量出来。
相对于太阳系的速度是每秒300公里(186英里/秒),这结果是当时最快的速度记录。
<1 /> 1914年,皮斯探知仙女座星系有自转运动。
<1 /> 1917年,希伯•柯蒂斯观测到仙女座星系内的一颗新星,搜寻照相的记录又找到了11颗。
柯蒂斯注意到这些新星的平均光度约为10等,远低于发生在银河系内的星等。
这一结果使估计的距离提高至500,000光年,也是他成为“岛宇宙”假说的拥护者。
此一假说认为螺旋星云也是独立的星系。
<1 /> 1920年,发生了哈洛•夏普利和希伯•柯蒂斯之间的大辩论,就银河系、螺旋星云、和宇宙的尺度进行辩论。
为了支持他所声称的仙女座星系是外在的星系,柯蒂斯提出我们自己的银河系也有尘埃云造成类似的黑色小道,并且有明显的多普勒位移。
<1 /> 1924年,哈勃在照相底片上证认出仙女座星系旋臂上的造父变星,并根据周光关系算出距离,确认仙女座星系是银河系之外的恒星系统。
现代测定它的距离是670千秒差距(220万光年)。
直径是50千秒差距(16万光年),为银河系的两倍,是本星系群中最大的一个。
<1 /> 1939年,通过巴布科克等人的研究,测出从中心到边缘的自转速度曲线,并由此得知仙女座星系的质量。
<1 /> 1944年,巴德又分辨出仙女座星系核心部分的天体,证认出其中的星团和恒星,并指明星族的空间分布与银河系相。
仙女座星系旋臂上是极端星族I,其中有O-B型星、亮超巨星、OB星协、电离氢区。
在星系盘上观测到经典造父变星、新星、红巨星、行星状星云等盘族天体。
中心区则有星族Ⅱ造父变星。
晕星族成员的球状星团离星系主平面可达30千秒差距以外。
还发现,仙女座星系成员的重元素含量,从外围向中心逐渐增加。
这种现象表明,恒星抛射物质致使星际物质重元素增多的过程,在星系中心区域比外围部分频繁得多。
<1 /> 仙女座星系与银河系的联系 由于人类身处银河系,无法观测到银河系的全貌,但天文学家想象银河系也是一个类似于仙女座星系的螺旋星系。
仙女座星系、银河系和其他30多个星系共同组成一个更大的星系集团--本星系群(Local Group Galaxy Cluster)。
我们银河系和仙女座星系正在相互靠近对方,在大约30亿年后两者可能会碰撞,在融合过程中将会暂时形成一个明亮、结构复杂的混血星系。
一系列恒星将被抛散,星系中大部分游离的气体也将会被压缩产生新的恒星。
大约再过几十亿年后,星系的旋臂将会消失,两个螺旋星系将会融合成一个巨大的椭圆星系。
不过,两星系的碰撞、融合只发生在遥不可及的未来,人类大可不必为此“忧天”。
<1 /> <1 />
图片来源:NASA据美国物理学家组织网(托马什·诺瓦科夫斯基):利用美国宇航局的凌日系外行星巡天卫星(TESS),天文学家发现了一个三重食的恒星系统。
新发现的系统被命名为TIC 295741342,由两颗类太阳恒星组成,形成一个食双星和一个围绕双星运行的巨大三纪伴星。
这一发现于5月19日在arXiv预印本服务器上发表了一篇论文。
TESS正在对约20万颗太阳附近的明亮恒星进行巡天,目的是寻找凌日系外行星。
除了识别外星世界外,TESS还是分析双星系统、追踪恒星日食如何扭曲和扭曲引力场的非常有用工具。
现在,由NASA戈达德航天飞行中心的布莱恩·P·鲍威尔领导的天文学家团队报告称,TESS探测到了一个新的双星系统,实际上这是一个三重系统,因为这对恒星每1.13年被一颗巨星绕行。
利用TESS,天文学家发现了光变曲线中一个极其罕见的凹陷——三重食事件。
观测显示,当较小的双星对直接经过这颗巨型恒星后方时,形成了他们所称的“头肩”光变曲线。
研究人员解释道:“这次日食的形状展示了食双星的次级星完全经过一颗较大的恒星(第一肩),随后是主星和次星(头部),最后是主星从第三星(第二肩)后方出现。
”TIC 295741342外体日食。
TESS通量以黑点显示,水平虚线红线表示外体日食的“肩部”和“头部”的深度,这大大限制了TESS波段系统中恒星的相对通量。
来源:Powell等人,2026。
根据论文,内双星TIC 295741342 A由非常相似的主序星(TIC 295741342 Aa和TIC 295741342 Ab)组成,大小和质量与太阳相仿。
双星的轨道周期约为4.75天,两个组分的有效温度均为6400开尔文。
第三伴星,编号为TIC 295741342 B,质量约为1.7个太阳质量,是太阳的10.6倍。
该恒星有效温度为4,839开尔文,与双星相距约1.7天文单位。
研究人员估计,新发现的三重系统金属丰度为-0.337 dex,其年龄约为14.6亿年。
测得到TIC 295741342的距离约为3080光年。
论文作者指出,该系统几乎完全共面,估计相互倾角仅为0.25–0.33度。
第三纪恒星在TESS波段中主导系统光,约占95%,食双星的主星和副星分别贡献了TESS波段系统光的2.7%和2.3%。
根据研究,TIC 295741342的近乎完美的平面性和紧凑的构型表明,它通过盘片碎裂形成,随后轨道向内迁移和气体散逸。
总结结果时,天文学家强调了他们发现的独特性。
他们总结道:“TIC 295741342是已知少数拥有巨型三星的三重食三星系统之一,而且它们的相互倾角远低于这些系统。
”出版信息Brian P. Powell 等,《TIC 295741342:一个带有巨型第三纪的三重食三星系统》,arXiv(2026)。
DOI:10.48550/arxiv.2605.20080
在宇宙大爆炸发生许久之后,宇宙空间慢慢降温趋于平稳,整个宇宙之中分布最广泛的物质,便是轻盈稀薄的氢原子与氦原子,无数原子相互聚拢,汇聚成一片片规模庞大、范围辽阔的氢氦分子云。
彼时的宇宙环境空旷辽阔,没有成型恒星,没有规整星系,只有漫天漂浮的气态星云,均匀散布在广阔时空之中,整个宇宙处于一片寂静空旷的状态。
这些庞大的氢氦分子云质地松散,密度极低,原本只会在宇宙空间里缓慢飘荡,很难依靠自身引力完成聚集收缩,自然也无法孕育出天体与星系。
就在气态星云漫无目的游离之时,潜藏在宇宙深处看不见的暗物质,开始发挥出至关重要的引力作用,悄悄改变着宇宙物质的分布格局。
暗物质本身无法被人类直接观测捕捉,却占据着宇宙极大的质量占比,并且在宇宙早期就已经率先完成聚集排布,在宇宙各处形成了疏密不一的暗物质引力网,众多区域渐渐形成暗物质高度密集的核心地带,如同在宇宙之中埋下无数无形的引力基石。
原本四处飘散的巨大氢氦分子云,最先感受到来自暗物质密集区域的强大引力拉扯。
不受实体形态束缚的引力不断向外扩散,一点点牵动周边零散的气态物质,原本四散游离的气体尘埃,开始缓缓朝着暗物质聚集最浓厚的方位不断靠拢聚集。
随着时间不断推移,越来越多的氢氦气体被持续吸引而来,源源不断汇入暗物质核心区域。
原本松散辽阔的分子云不断收拢范围,体积慢慢缩小,整体密度随之不断升高,星云内部的物质排布变得愈发紧实,原本轻盈涣散的气态结构,在长期引力束缚下愈发稳固。
大量气态物质持续堆积聚拢,星云内部的引力作用也随之不断变强,内部压强与温度稳步上升。
当聚集的物质体量达到临界数值之后,星云内部率先发生聚变反应,一颗颗初代恒星就此陆续诞生,零散的恒星相互依托聚集,再搭配周边环绕的气态物质与星际尘埃,慢慢搭建起最基础的天体群落结构。
依托暗物质强大的引力框架,聚拢而来的氢氦分子云不断演化整合,内部天体有序排布,外围气体物质层层包裹,不再是零散漂浮的星云状态,正式成型为宇宙诞生以来第一批结构完整、形态稳定的原始星系。
这一批初代星系,也是整个宇宙星河体系最早的雏形。
可以说暗物质就像是搭建宇宙星系的无形骨架,提前划定好了物质聚集的核心区域。
如果缺少暗物质带来的强大引力束缚,仅依靠普通物质自身微弱的引力,广袤的氢氦分子云很难完成大规模聚拢,初代星系的形成周期会无限拉长,甚至无法顺利成型。
正是暗物质搭建起宇宙早期的引力网络,牵引海量基础气态物质完成汇聚,才有了宇宙最早的星系雏形。
而这些最早诞生的星系,在漫长岁月里不断碰撞合并、演化成长,慢慢繁衍出更多恒星、行星以及各类星际天体,一步步勾勒出如今璀璨壮阔的宇宙星河版图。