直徑20萬光年的仙女座星系離我們只有220萬光年遠,但在我們看來卻只是一顆小星星,這是為什麼?

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人馬君的回答:這是因為我們的肉眼只能看到仙女座星系中心的一小塊區域,而其它大部分區域由於過於暗淡而無法看到。假如仙女座星系的整個區域都可以看到的話,它的視直徑將達到太陽或滿月的9.54倍!

首先,仙女座星系(M31)的直徑確實非常大,達到了約22萬光年,比我們的銀河系還要大,是本星系群中最大的一個。它擁有大約一萬億顆恆星,是一個名副其實的龐然大物。

然而,仙女座星系距離我們確實太遠了,達到了254萬光年。你也許會說,相對於22萬光年的直徑,距離254萬光年也不算太遠嘛。不要忘了,仙女座星系是由大量的恆星構成的,它裡面的每一顆恆星如果單獨拎出來,我們全都看不到,甚至大多數天文望遠鏡都看不到,我們看到的其實是中心區域大量的恆星聚集在一起形成的斑點,視星等為3.4等,而肉眼能看到的最暗的視星等為6等(視星等數字越低,星星越亮),所以能被看到,其實3.4等僅相當於滿月亮度的三百萬分之一。

在中心之外的廣大區域,由於恆星沒有那麼密集,其視星等低於6等,肉眼是無論如何也看不到了。當然,我們可以作一個假設,如果這個22萬光年直徑的星系足夠亮,可以全部被我們看到,它會有多大呢?很容易算出它的角直徑將達到4.96度,相比之下,太陽和滿月的角直徑只有0.52度,仙女座星系是它們的9.54倍!

還有一個有趣的現象:仙女座星系正以每秒110公里的速度接近銀河系,所以未來它將變得越來越大,且越來越亮。45億年後,仙女座星系將和銀河系相撞,兩者將開始融合,這將是一副無比壯麗的景象,只是那時地球很可能已經不存在了。

總結一下:仙女座星系確實很大,但我們只能看到中心區域的一小塊,呈現出來就是一個暗淡的斑點,像是一顆不那麼亮的星星。


人馬座A


直徑20萬光年的仙女座星系離我們只有220萬光年遠,為啥看上去只是一顆星星?

相信絕大多數的朋友應該沒有肉眼觀測過仙女星系的經歷,這有幾個原因,第一當然是各位實在太忙了,哪怕抬頭看看夜空的時間都沒有;第二則是根本就不知道仙女星系在哪裡;第三市區光害太強,視而不見!仙女星系是距離銀河系最近的河外星系,直徑約22萬光年,距離254萬光年!

一、首先我們來計算下仙女星系看起來有多大

其實要計算仙女星系的視角很簡單,根據上述參數可以直接計算視角或者用三角函數計算後X2即可,無論哪種,肯定會計算出一個嚇大家一跳的數字!

因為仙女星系的視角高達:4.96度

滿月和太陽的視角大約是0.5度

但其實無論在什麼條件下,我們看到的仙女星系大概就是一個並不起眼的光斑,甚至若隱若現!只有在星野赤道儀輔助來一個數十秒甚至數分鐘曝光後才能看到如下經典圖樣,紅圈內的就是仙女星系,如下圖:

二、為什麼那麼巨大的仙女星系看起來會那麼暗淡?

仙女星系視星等為3.4等,但事實上這個3.4星等看起來並不明顯,這是肉眼對目標的感知屬性所決定的,仙女星系是一個大面積的光斑,它有一個漸變的過程,我們視覺經常會忽略掉這些漸變所帶來的視覺改變,因此當仙女星系的核球亮度達到3.4等時,你的肉眼可能還沒反應過來,也許得視線稍稍移動下視網膜才能觸發這個本打算忽略的光學信號!

我們能看到的只是仙女星系的核球部分,仙女星系的旋臂是看不到的,如果您要肉眼分辨旋臂,那麼很抱歉你至少得準備16寸以上的望遠鏡!

三、仙女星系的絕對星等-21.5,數十億年後銀河系與仙女星系相撞,地球上是不是不用燈了?

這絕對是一個好問題,但種花家要告訴大家的是這只是一個理論計算值,參考的是連續發光表面的星等計算,將這個引用到彌散的星系上並不合適,因為星系在到達計算絕對星等距離的10秒差距(32.6光年)時,星系內的恆星之間的距離已經達到了數光年以外,就像地球夜空中無數一閃一閃的恆星一樣,照亮夜空了沒?然並卵......

仙女星系當前與銀河系接近的相對速度約為110KM/S,大約在40億年後和銀河系接觸,預計需要超過30億年的時間合併,當然各位並不需要擔心,因為太陽的紅巨星時代將會在二十幾億年後開始,更久遠的未來也許不需要我們操心!


星辰大海路上的種花家


直徑20萬光年的仙女座星系離我們只有220萬光年遠,為啥看上去只是一顆星星?

根據最新的觀測數據,仙女座星系直徑其實是22萬光年,離我們有254萬光年遠,擁有大約1萬億顆恆星,它比我們的銀河系大得多,是本星系群中“個頭”最大的星系,我們甚至不需要望遠鏡就可以直接看到它。

相信大家一定會比較好奇,既然我們用肉眼就能看到仙女座星系,那它在哪裡?怎麼才能找到呢?下面我們就先來了解一下。

在我們北半球仙女座星系常年可見,但最佳的觀測時間是每年的7月至9月,由於仙女座星系的視星等只有3.44等,所以我們首先必須選擇一個觀測條件非常好的觀測點(這很重要),然後我們需要找到北極星(Polaris),關於如何找到北極星相信大家已經比較熟悉了,簡單地講就是,先找到北斗七星,也就是大熊座(Big Dipper),再沿著北斗七星這把“勺子”的開口方向尋找,就可以找到北極星了。

找到北極星以後,再按照下圖所示的位置找到仙后座(Cassiopeia),仙后座的最明顯的標誌就是由5顆亮星所組成的“W”形狀。

(圖片來自wikiHow)

接下來我們再沿著仙后座“V”形尖端所指的方向,按照下圖所示的位置,就可以找到仙女座星系(Andromeda Galaxy)了,如果你一時半會找不到的話,也可以利用圖中所示的仙女座(Andromeda)和飛馬座(Pegasus)來幫助定位。

(圖片來自wikiHow)

一切順利的話,你就會在天空中找到仙女座星系,同時你還會發現,它看上去只是一塊黯淡並且模糊的橢圓形光斑,其大小可能比月亮還要小,這個比銀河系還大的龐然大物,在我們眼中卻成了一塊黯淡的小光斑。

直徑22萬光年的仙女座星系離我們只有254萬光年遠,為啥看上去只是一顆星星?

其實這是一個視角的問題,事實上,在沒有參照物的情況下,我們很難用肉眼來判斷一個遠處物體的真實大小,對於同一個物體來說,它與我們之間的距離越大,在我們的眼裡就顯得越小,相對而言這個物體自身的直徑並不是太重要。

在天文學中通常用“視直徑”這個概念來描述這樣情況,所謂視直徑就是指我們肉眼所看到的目標物體的視角,其單位為度、分、秒,我們可以通過公式“視直徑 = 180D/Lπ”來很方便地計算出某個天體的視直徑(注:公式中的D代表目標天體的直徑,L代表觀測點與目標天體的距離,π為圓周率)。

將仙女座星系的相關數據代入公式,我們可以就得出仙女座星系的視直徑約為4.97度,這有多大呢?已知月球的視直徑約為0.52度,也就是說,從理論上來講我們在地球上看到的仙女座星系應該比滿月大很多。

然而由於仙女座星系的恆星並沒有均勻地分佈,具體表現在離星系的中心越近,恆星的密度就越大,因此我們用肉眼只能看到這個星系的中心區域,這就造成了實際上我們所看到的仙女座星系,又要比理論上計算出來的小很多,於是它看上去就只有那麼小了。

順便講一下,科學家觀測到仙女座星系正在以每秒鐘約110公里的速度向銀河系靠近,如果在未來這樣的情況沒有改變的話,那麼在大約40億年後它就會和銀河系發生碰撞,根據計算機程序的模擬,兩大星系在碰撞的過程中會多次穿過彼此,最終合併成一個巨大的橢圓星系,整個過程將會持續大約20億年的時間。

(圖為兩大星系碰撞時的模擬動畫)


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