新发现 仙女星系与本银河系差不多大

用大型望远镜所看到的仙女座星系,与我们的银河系很相似。(图/NASA)

以前的天文学课本都这么写的:离我们250万光年远的仙女座星系(Andromeda Galaxy),是我们本银河系(Milky Way)的2到3倍大」,如今一种新的测量工具显示,我们不必妄自菲薄,仙女座星系其实与我们大致相同。这个发现将会改写所有的天文学书籍。

太空网( Space.com)报导,国际射电天文研究中心(ICRAR)的新研究表明,仙女座星系比太阳重800亿倍(有800亿个恒星),与银河系的恒星数大致相同。

以往的研究是透过望远镜观测仙女星系,从观测照片中的细节去评估星系的范围,随着望远镜性能的提升,我们看到更多仙女星系的细节,结果是仙女星系变得愈来愈大。如今研究人员改利用重力换算法,他们测量逃离星系所需速度,更能精确地计算仙女座星系的质量。

西澳洲大学的普拉杰瓦.卡夫里(Prajwal Kafle)解释:「当火箭射入太空时,它必须要有足够的速度脱离引力,这称为『宇宙速度』(cosmic velocity),脱离地球的第2宇宙必须达到每秒11.2公里,才能克服地球的引力。至于要脱离银河系,则需要每秒550公里(第4宇宙速度),我们应用这种基础概念,反向推测仙女座星系的质量。」

声明表示,以往我们高估了仙女座星系暗物质(Dark matter)的数量,使评估值出错。

暗物质目前还是宇宙之谜,不过我们确定它具有引力效应,而且数量非常庞大,大约是我们看的到的物质(恒星、行星、星云、宇宙尘埃,占宇宙质量的5%)的3倍多,占宇宙质量达到258%(更大比例的是暗能量,达到70%)。这些看不见的暗物质稳定了我们星系的结构,因此被认为是将星系聚集在一起的「胶水」。

卡夫里说:「我们检查仙女星系高速恒星的轨道,发现它的暗物质含量不需要原原本设想的那么多,暗物质可能只有原先推测的三分之一,也因此仙女星系大约与我们银河系一样的大小。」

卡夫里接着说:「这个发现彻底改变了我们对自身,与本星系群(直径大约1000万光年的宇宙范围)的理解,我们曾以为仙女座星系最巨大,我们排名第2,但现在情况已经改变,原来银河系与仙女座星系差不多大。」

位在仙女座「膝盖」上的仙女座星系,梅西尔星表名列M31,它是一个巨大的螺旋星系,也是唯一可以用肉眼看到的银河系外物体。也是本星系群当中,另一个大型的星系,除它以外,其他的星系都比我们银河系小的多。

小型望远镜所拍摄的仙女星系,是个星空中模糊的光点,以前曾经以为它是星云,或是疏敌星团。(图/台北市天文馆)

在望远镜中观看仙女星系是非常优美的,它就像浮在宇宙中巨大的恒星岛,而且它的构造与我们银河系非常类似,恒星数量也差不多,令人不禁猜测,在仙女星系里,是否也有另一群高智慧生命,也在观看我们的银河系。

40亿年后,仙女星系将逼近我们银河系,天空会变得相当壮观。右为我们的银河系,左为仙女星系。(图/NASA)

虽然我们与仙女星系之间有230万光年的距离,不过天文学家发现,受到重力影响,2个巨大星系正逐潮在接近中,大约40亿年后,仙女座星系就会笼罩我们的夜空,与我们银河系融在一起。研究人员说,以前认为比我们巨大的仙女座星系,会「吞噬」我们银河系,但新的研究结果将修正两大星系间碰撞的结果。不过可以确定的是,届时夜空中星星的数量将会多上一倍。