How big is 涡状星系?

涡状星系是一个旋涡星系，位于猎犬座内，距地球约 2800 万光年，盘面直径约 6 万光年。光年是光在一年内传播的距离，约合 9.46 万亿千米。从地球上看，涡状星系呈正面朝向我们，它的一条旋臂末端还有一个较小的星系 NGC 5195。

大小

星系没有清晰的边界，宽度取决于测量时纳入了多暗的光。按照一种标准的暗弱程度测量，涡状星系盘面的视直径约为 7.7 角分，约为满月视直径的四分之一。一角分等于六十分之一度。按照该星系的距离换算，这一角度相当于约 6 万光年，与 NASA 给出的数值一致。

不同星表对暗弱边界的划定并不一致。另一部常用的明亮星系星表给出的涡状星系视直径为 11.2 角分，据此换算，它的直径约为 9 万光年。

这一距离是 2016 年利用哈勃空间望远镜测得的。一个星系中最亮的红巨星，真实亮度都大致相同，因此它们看起来有多亮，就能反映出它们有多远。用这种方法测得，涡状星系距地球约 2800 万光年。此前的估计范围为 1600 万至 4000 万光年不等；在天空中角度相同的情况下，星系距离越远，其实际宽度就越大。

大小比较

• 涡状星系的宽度约为银河系盘面的五分之三，银河系盘面直径约为 10 万光年。
• 它的宽度与三角座星系大致相当，三角座星系的直径约为 6 万光年。
• 按照对两个星系采用同一标准测量的一份星表，涡状星系的伴星系 NGC 5195 的宽度约为涡状星系的五分之二。
• 如果把涡状星系缩小到一个篮球那么大，地球就会在大约 110 米之外。

一个星系及其伴星系

涡状星系是一个宏象旋涡星系，这类星系的旋臂结构清晰、形态规整。一些天文学家认为，它的旋臂之所以如此醒目，是因为它曾与 NGC 5195 近距离相遇。这个较小星系的引力牵拉着它所在的那条旋臂，这种拉力促使新恒星在那里诞生。

哈勃望远镜拍摄的图像显示，从地球上看，NGC 5195 正从涡状星系背后经过。它在这个较大星系旁边缓缓掠过，这一过程已经持续了数亿年。

恒星诞生的地方

涡状星系的旋臂是由恒星和气体组成的长带，其中夹杂着尘埃。这些旋臂会挤压氢气，形成新恒星的星团。哈勃望远镜拍摄的红外图像发现了数百个隐藏在尘埃中的小型恒星团，每个的宽度约为 65 光年。

2023 年，詹姆斯·韦布空间望远镜拍到了涡状星系气体中的暗黑气泡，这些气泡是恒星释放的能量冲刷出来的。这些图像是一项巡天项目的一部分，用于研究年轻星团如何从孕育它们的气体和尘埃云中诞生。

观测涡状星系

查尔斯·梅西耶于 1773 年发现了涡状星系，它也被称为梅西耶 51 号，即 M51。它是天空中最明亮的星系之一，用一副质量好的双筒望远镜就能看到它。

参考资料

• Messier 51 (The Whirlpool Galaxy). NASA.
• M51: The Whirlpool Galaxy. Astronomy Picture of the Day, NASA, 2026.
• The Star Formation Efficiency in Nearby Galaxies: Measuring Where Gas Forms Stars Effectively. Leroy et al., The Astronomical Journal, 2008.
• SINGS: The SIRTF Nearby Galaxies Survey. Kennicutt et al., Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 2003.
• The Distance to M51. McQuinn et al., The Astrophysical Journal, 2016.
• Updated Nearby Galaxy Catalog. Karachentsev et al., The Astronomical Journal, 2013.
• A FEAST for the eyes. ESA/Webb, 2023.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA, 2019.
• Hubble takes gigantic image of the Triangulum Galaxy. ESA/Hubble, 2019.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.