How big is 風車星系?

風車星系，又稱梅西爾101或M101，是一個位於大熊座內的大型螺旋星系。它由恆星、塵埃和氣體組成的盤面，直徑大約是17萬到19萬光年，光年是光在一年內行進的距離，大約是9.46兆公里。這個星系距離地球大約2100萬光年。

大小

M101幾乎正對著地球，因此其整個盤面和所有的螺旋臂都清晰可見。根據哈伯太空望遠鏡在2006年發布的一張詳細影像，NASA給出的寬度是17萬光年。

星系沒有明確的邊界，因此天文學家通常會測量星系亮度降到某個固定暗度時的寬度。以這個標準測量，《明亮星系第三參考星表》給出M101的寬度大約是29角分，接近滿月的寬度。一角分是六十分之一度。要把這個角度換算成實際寬度，需要知道星系的距離。

一項2019年的研究測量了M101外圍最亮的年老紅巨星，得出星系的距離大約是652萬秒差距，秒差距大約是3.26光年。這大約相當於2100萬光年，也讓前述星表測得的寬度大約是18萬光年。針對造父變星（一種脈動恆星）的研究給出稍大的距離，大約2200萬光年，寬度接近19萬光年。NASA的網頁使用的是較舊的距離數值，2500萬光年。

大小比較

• M101的寬度幾乎是銀河系盤面的兩倍，銀河系的盤面大約是10萬光年寬。
• 如果把銀河系的盤面縮小到一顆籃球的大小，也就是24公分，M101的寬度大約會是43公分，距離大約是51公尺。
• 以同樣的暗度標準測量，M101的寬度大約是室女座 A 星系的1.3倍，室女座 A 星系是本站中另一個巨大的星系。
• 以同樣的方式測量，M101的寬度也大約是仙女座星系明亮盤面的1.3倍，仙女座星系是離銀河系最近的大型星系。

恆星與恆星誕生

天文學家估計M101至少擁有一兆顆恆星，其中大約1000億顆的溫度和壽命可能與太陽相近。螺旋臂上散布著巨大的星雲，也就是正在形成新恆星的氣體雲。炙熱年輕的藍色恆星星團勾勒出旋臂的輪廓。

這個盤面非常薄，哈伯太空望遠鏡甚至能穿過它看到更遠的星系。皮埃爾·梅尚是天文學家夏爾·梅西耶的同事，他在1781年發現了M101。用小型望遠鏡就能看到它。

風車星系中的超新星

天文學家在M101中記錄到好幾次超新星爆炸，也就是恆星的爆炸。其中一顆SN 2011fe，截至2024年是近年來距離最近的Ia型超新星。這類超新星會達到已知的最高亮度，因此天文學家會用它來測量遙遠星系的距離，以及宇宙膨脹的速度。

板垣公一在2023年5月19日發現了另一顆超新星SN 2023ixf。這是一次II型超新星爆炸，也就是大質量恆星的爆炸，模型顯示這顆恆星的質量大約是太陽的15倍。由於M101經常被拍攝，業餘和專業天文學家後來在許多這次爆炸被報告之前拍攝的照片中，都找到了這顆超新星的蹤跡。

參考資料

• Messier 101 (The Pinwheel Galaxy). NASA Hubble Space Telescope, Hubble's Messier Catalog.
• Hubble's Largest Galaxy Portrait Offers a New High-Definition View. NASA, 2006.
• Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3). de Vaucouleurs et al., Springer, 1991, via CDS VizieR.
• 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.
• SN 2023ixf in the Pinwheel Galaxy M101: From Shock Breakout to the Nebular Phase. Zheng et al., The Astrophysical Journal, 2025.
• The Mira Distance to M101 and a 4% Measurement of H0. Huang et al., The Astrophysical Journal, 2024.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA, 2019.
• Astronomers Capture First Image of a Black Hole. European Southern Observatory, 2019.
• 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.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.