露凉菊花黄 霜浓芙蓉红 （下）

季秋的夜晚，仰望星空，但见盛夏称雄南天的大火星（又名心宿二，天蝎座α）已经西沉。《诗经·豳风》有句云：“七月流火”，指的正是寒露时节的这个天象。我们已经在前文解释过，想必读者诸君已经明白。星空中亮星寥寥，唯一引人瞩目的是东南方地平线上方不高处的一颗灼灼亮星——北落师门。我们已在前面做了介绍。这时，秋分时节局处天空东北一隅的仙女座已经升高，关于这个星座，在讲过了仙女的悲喜故事以后，还有些天文内容可聊。

仙女星系图

仙女座是天空最大的星座之一，它的面积达满月的1400多倍，包含了二十八宿中的壁宿和奎宿。壁宿由两颗星组成：壁宿一（仙女α）星等2.06m，距离97光年；它是一对双星，绕转周期96.7日。壁宿二（飞马γ）是一颗变星，星等2.78m～2.89m，距离470光年。奎宿由16颗星组成，3等以上较亮的星只有两颗：奎宿九（仙女β），星等2.05m，距离197光年。奎宿五（仙女δ），星等3.28m，是一个三合星，距离105.5光年。其余都是4等以上暗星，不一一罗列。

欧洲于1609年出版的《天图》中的仙女座（来源：维基百科）

在仙女ν星的旁边，有一个纺锤形的亮斑，能用肉眼看到。公元964年前后，波斯天文学家阿尔·苏菲首次在其著作《恒星之书》里描述了仙女星系，把它称为“一朵云”。通常称为仙女座大星云，其实它是一个河外星系，正规的名称是仙女星系。它是肉眼可见的4个河外天体之一，其余3个是三角座星系（M33）和大、小麦哲伦星系。它是离银河系最近的旋涡星系，距离为245万光年。它的直径约为15.2万光年，质量相当于1.5万亿个太阳，包含约1万亿颗恒星。无论是从尺度还是从质量来说，仙女星系都比我们的银河系要大。它有15个卫星星系，其中最显著的是M32星系和M110星系（参见下图），有9个在一个通过仙女星系中心的平面上环绕它运行，天文学家推断它们与仙女星系有相同的起源。

图中心偏左上小星系是M33，中心偏左下的小星系是M110

仙女星系（来源：维基百科）

仙女星系的形状和结构与银河系相似，不久前也被证认为棒旋星系。仙女星系中央3千光年之内是明亮的核球，其中心是星系核，这是一个椭球，显得十分明亮。在仙女星系的中央有一个星数众多而致密的星团。用大望远镜去看，在巨大而稀疏的核球中显得非常引人瞩目。1991年，哈勃空间望远镜拍摄了仙女星系的内核照片（下左图），可见相距4.9光年的两个致密天体，一个较亮，另一个较暗。后者位于星系的正中心，包含一个质量达（1993年测定值）3～5千万M☉或（2005年测定值）1.1～2.3亿M☉的超大质量黑洞。钱德勒X射线天文台拍摄了仙女星系的中心，拍到了许多X射线源，有些看起来像X射线双星，下右图中显示为黄色斑点；图中心蓝色源是超大质量黑洞之所在。

哈勃空间望远镜

钱德勒X射线天文台拍摄的仙女星系核心（NASA/ESA）

核球周围是扁盘和旋臂，扁盘与我们从地球看去的视线的交角约13°，成几乎侧视的态势，虽然旋臂不易看清楚，但已证认有2条分离的旋臂，互相缠绕，形成星系盘。在仙女星系内已发现了数百个球状星团、疏散星团以及各种星云和变星。仙女星系中尘埃很丰富，形成许多尘埃云。也探测到许多射电源和X射线源。

美国的GALEX（星系演化探测者）卫星在紫外波段拍摄的仙女星系像显示，在星系盘里较冷的尘埃条带（下图中深蓝灰色部分）的致密云里当前正有恒星在形成，而与这些条带相间存在明亮的环状带。在光学像里，这些环状带看上去更像旋臂。天文学家认为它们是2亿多年前仙女星系与M32星系发生过直接碰撞的证据。

GALEX卫星拍摄的仙女星系紫外像（来源：NASA）

天文学家发现，宇宙空间两个星系会通过引力相互吸引而碰撞，而且这是相当普遍的现象。两个巨大的天体，每个都可能拥有成千上百亿颗恒星，以几百千米/秒的速度迎头相撞，这是多么波澜壮阔的事件。

当两个星系相当接近的时候，强大的潮汐力使星系扭曲，并拉拽出大量的物质。星系碰撞的时候，一般来说单个恒星不会碰撞，因为它们之间平均距离是几光年，是一般恒星大小的几百万倍。不过它们在星系内的分布和轨道会显著改变。

下图展示位于大犬座的旋涡星系NGC 2207（左）和IC 2163，它们离地球约1亿1千4百万光年，是一对相互作用的星系。NGC 2207的尺度和质量都更大，它的潮汐力扭曲了IC 2163的形状。在NGC 2207强大引力产生的潮汐作用下，IC 2163的恒星已开始向右端冲去。这里清晰可见星系相遇时的普遍特征，包括大量物质向外延伸、高强度冲激下气体形成的羽片、星尘形成的条带，和新恒星形成的风暴。NGC 2207和IC 2163已永远锁定在一起，并将继续彼此损伤和破坏，直到几十亿年之后，它们终于并合形成一个单一的大质量星系。

NGC 2207和IC 2163的相撞

我们所在的银河系与仙女星系正在以110千米/秒的速度相互接近。约45亿年后，银河系与仙女星系将发生碰撞，并最终并合成一个星系。它们将会迎头相撞呢，还是擦边相碰，这取决于两个星系在天空的运动，现在实在还很难预料。

银河系与仙女星系碰撞当前态势想象图

在两星系交会的时期里，大团尺度达几百光年的冷分子气体，将受到压缩并爆发新的光芒。两个星系美丽的旋涡图案，在它们相互的引力影响下解体，形成了延展深广的新旋臂，把恒星和气体抛入星系际介质之中，只保留星系核。

银河系与仙女星系碰撞交会时态势想象图

随着每一阶段的变化，发生了恒星形成的更壮观的热潮，这时一连串超新星爆发将把遗迹中留存的大量气体和尘埃驱除出去。设想在某个遥远星系内的观测者，将看到银河系与仙女星系十分类似于我们现在看到的NGC 2207与IC 2163。最后，在这次灾变的10亿至20亿年后，来自这两个星系的恒星将混和起来，形成单一的椭圆星系，它包含着原来相邻的星系内经历灾难和变迁而幸存的老年恒星。在这个新星系的核心将会产生一个质量高达1亿至数亿M⊙的超大质量黑洞，并形成光辉灿烂的类星体。

就我们的太阳系而言，有两种可能的命运，取决于在碰撞发生之际，它在环绕银河系旋转轨道上的何处位置。第一种情况，太阳可能陷入受仙女星系吸引而甩出的“尾巴”里，与其他数百万颗恒星一起，沉沦进星系空间的无边黑暗中去，太阳系将处于十分孤立的境地，周围没有几颗恒星为伴，因而夜空将十分黑暗。第二种情况是，太阳受并合引起的流动裹挟而进入内部，在那里爆发了新恒星形成的高潮，而且超新星的爆发率很高，所以夜空非常明亮。

这类星系碰撞是十分普遍的现象，尤其在宇宙诞生的早期，那时星系之间的距离比现在逼仄得多，更容易相互碰撞。考虑到星系极长的寿命，它们在一生中难免会与其他星系碰撞。研究表明， M33星系也将掺和到银河系-仙女星系的大碰撞中来。起先，它很可能将环绕后两者并合后形成的大星系旋转，最后与它并合。

仙女座是仙女座流星雨的辐射点所在的星座。这是一个弱流星雨，高潮发生在每年的11月中旬到下旬。1772年和1805年人们都曾观测到一颗彗星，但当时还未认识到是同一颗彗星。1826年2月底，奥地利的比拉再次发现了它，因而被命名为比拉彗星。有人还算出了它的轨道，指出它是一颗周期为6.6年的彗星，1649年曾经很接近太阳。1846年1月，它突然分裂为两颗。1852年，这对彗星回来时彼此间距离更大。

比拉彗星分裂为二

此后两次回归时均未看到，但1872年11月27日地球恰好穿过比拉彗星原先的轨道时，在天空中仙女座方向出现了一场壮观的流星雨。天文学家们通过计算证实这正是由于比拉彗星碎裂成绕太阳运转且与地球轨道相交的流星群造成的。

1872年11月27日的仙女座流星雨（来源：维基百科）

顺带说明文中M31、M32、M33等标识的意义。这表示一本星表及其编号，这本星表堪称“老祖宗”级，在众多星表中独领风骚两百余年，至今仍广受人们的青睐。

法国天文学家梅西耶热衷于搜寻彗星。彗星在远离太阳的时候是一个模糊的光斑，很容易与星团、星云等云雾状天体混淆，他在搜寻彗星的过程中经常会遭遇这个麻烦。为了把彗星与天空中的这类天体区别开来，1781年他把自己和他人观测发现的103个这类天体编成一个表。该表称为梅西耶星表，简称M星表。它成为当时彗星搜索者的宝典。后来经梅西耶的朋友天文学家梅尚增补，扩大为110个。经后人鉴别，其中57个是星团，50个各种星云或星系，1个星云和伴生星团，2个双星和聚星。列入M星表的星团、星云和星系（称为“梅西耶天体”或M天体）都是比较明亮的天体，例如M1是上述蟹状星云，M13是武仙座球状星团，M31是仙女星系；这些都很适合用小型望远镜观看，因此梅西耶天体至今仍然是天文爱好者喜爱的对象。

当初，梅西耶编表的原意是在寻找彗星的时候，如果在望远镜视场中看到一个云雾状天体，参照这本星表，就能立刻判明这个天体是一颗新彗星，还是一个星云。随后，由于彗星环绕太阳在运动，就能以恒星为背景而最终确定是彗星。

梅西耶在其一生中，研究了多达44颗彗星，其中他发现了13颗，与人共同发现了另外7颗。1770年他被任命为“海军天文学家”，并成为巴黎皇家科学院院士，法王路易十五称颂其为“我的彗星猎手”。现在他因《梅西耶星表》名垂青史，可是星表所列天体却是他所嫌弃的。面对这样一个天文学史上的悖论，不禁令人忍俊不禁。

梅西耶画像（来源：网络）