星云和新星

仙女座大星云

    银河系并不等于整个宇宙。利用造父变星可以定出大麦云的距离是16万光年，小麦云则是19万光年。它们都位于银河系以外。不仅如此，用肉眼还可以看到在仙女座方向上有一个云雾状的光班，天文学家们起初猜想它大概是一块巨大而发光的气体尘埃云，因此把它叫做“仙女座大星云”。
    但是，德国哲学家康德早在1755年就提出过另一种想法：仙女座大星云可能是一个巨大的恒星集团。它看起来像一个昏暗的光斑，表明其距离极其遥远。康德把它和另一些这样的天体称做“岛宇宙”。
    研究天体的光谱，有助于在上述两种观点中决定取舍。因为发光气体产生的光谱是在黑暗背景上分布着许多不同颜色的亮线，而恒星产生的光谱则是在明亮的彩虹状背景上分布着众多的暗线。
    1899年，天文学家拍摄了仙女座大星云的光谱——它由明亮背景上的暗线组成，也就是说它是由星光构成的。然而，即使用当时最强大的天文望远镜观测仙女座大星云，也还是连一颗恒星都看不到。这究竟是怎么一回事？它的恒星究竟在哪儿呢？是不是正如康德所说，它们实在太遥远了，因此无法看见？

大星云的距离

    天空中有时会忽然出现一颗“新”的恒星，一颗原先在那个位置上看不见的星星。它们称为“新星” 。
    有史以来最壮观的新星是1054年6月出现在金牛座中的那一颗。那时欧洲社会常常陷入黑暗时代，因而没有一个欧洲天文学家观测过它。幸而中国天文学象对此作了详细的记载：这颗新的恒星变得起来越亮，直到比金星还亮，光芒四射，在白昼都可以看见，然后慢慢变暗，直到再度消失不见，前后历时达两年之久。实际上，像这样变得极端明亮的新星应该称为“超新星”。
    用望远镜观测使人们改变了对新星的看法：它们并不是真正新的恒星。实际上它们是一些平时暗得无法用肉眼看见的恒星，由于某种原因突然增亮了，然后又重新变暗到只有在望远镜里才依稀可辨。
    人们用望远镜找到许多很暗因而通常不易察觉的新星，并由此计算出在银河系内每年大约都会出现二三十颗新星，但其中只有少数处于地球上能看见的位置。
    1901年，在英仙座内出现了一颗新星。它离我们近得足以用视差方法来测量。结果得知它的距离是100光年。
    美国天文学家柯蒂斯系统地搜寻仙女座大星云中的新星  。及 至1918年，他在那里发现的新星已经多得无法认为它们只是碰巧和仙女座大星云处于同一视线方向上。换句话说，它们势必处在仙女座大星云自身内部。更重要的是，如果有那么多新星出现在这个小小的光斑中，那么这个光斑势必从一开始就包含着无数的恒星。
    柯蒂斯认识到，如果这些新星的光度都和英仙座新星相同的话，那么仙女座大星云必须远在几十万光年之外——远远地处在银河系以外，其新星才会显得如此暗淡。他相信，仙女座大星云确实是如康德所说的一个“岛宇宙”。
    与此同时，在美国加利福尼亚州的威尔逊山上，当时世界上最大的天文望远镜启用了，其反射镜的直径是整整100英寸（254厘米）。美国天文学家哈勃把它指向了仙女座大星云，证明大星云的外围部分确由大量极暗的恒星组成。及至1923年，哈勃已辨认出其中有一些恒星是造父变星，并由此求出仙女座大星云离我们远达30万光年。
    事实上，它确实是又一个像银河系一样的“星系”。于是，人们重新将它命名为“仙女座星系”，旧的名称“仙女座大星云”则渐渐地过时了。后来，人们又进～步知道：仙女座星系与我们的距离其实是220万光年——这几乎相当于哈勃当初得出的距离数值的3倍。

旋涡星系

    在 19世纪前期，人们已经发现好几千个与仙女座大星云类似的“星云”，它们看起来更暗，因此可能更加遥远。爱尔兰天文学家罗斯发现有些“星云”似乎具有明显的旋涡结构，仙女座大星云也是如
此。起初．天文学家们称它们为“旋涡星云”，  但是一旦明白这种“星云”的本质和距离之后，就改称它们为“旋涡星系”了。
    这种星系的中央部分密集着一大团恒星，它们宛如一个特大的球状星团。这就是“星系核球”。外围呈旋涡状的一串串恒星则构成了“旋臂”。
    除旋涡星系外，还有一种呈球状或椭球状的星系，它们没有旋臂，称为“椭圆星系”。约有不足 5％的星系没有清晰的外形，称为“不规则星系”，大小麦云便是它们的范例。
    目前用天文望远镜观测到的星系总数须以百亿来计算。因此，不仅太阳只是银河系内千百亿颗恒星中的普通一员，而且这个庞大的银河系本身又只是多少亿个同类天体中的普通一员而已。