第81章 三角座星系（2 / 14）

星系距离的“标准烛光”。哈勃发现，M33中的造父变星亮度对应的距离约为270万光年（今测值为300万光年），这意味着M33远在银河系之外，是本星系群的成员。这一结果不仅确认了M33的“星系身份”，更打破了“银河系是宇宙中心”的传统观念。

4. 现代观测的“高清时代”：从光学到多波段

20世纪后期，射电、红外、X射线望远镜的加入，让三角座星系的结构细节愈发清晰：

射电望远镜（如VLA）绘制了它的中性氢（HI）分布，发现HI盘比光学盘延展2万光年，揭示了恒星形成的“燃料库”；

红外望远镜（如斯皮策）穿透尘埃，看到了旋臂中隐藏的年轻恒星团；

哈勃太空望远镜（HST）的高清成像，将M33的旋臂分辨率提升到单个恒星级别，甚至能分辨出星团的年龄与金属丰度。

三、三角座星系的“基础档案”：距离、质量与恒星活力

要理解一个星系，首先要明确它的“物理身份证”——距离、大小、质量与恒星形成率，这些参数直接决定了它的演化阶段与未来命运。

1. 距离：300万光年的“近邻”

三角座星系的距离测量经历了从“粗略”到“精确”的过程：

早期用造父变星，哈勃给出270万光年，但因造父变星的金属丰度修正，结果存在误差；

2004年，天文学家利用红巨星分支末端（TRGB）法——红巨星晚期的亮度峰值受金属丰度影响小，更可靠——通过哈勃ACS相机观测M33中的红巨星，最终确定距离为980千秒差距（约300万光年）。这一结果被国际天文联合会（IAU）采纳，成为M33的“官方距离”。

300万光年的距离，意味着我们看到的是M33在300万年前的样子——但相对于宇宙138亿年的历史，这几乎是“实时画面”。

2. 大小与质量：巨型但“轻盈”

光学直径：约5-6万光年，仅为银河系的一半，但比矮星系大得多；

总质量：约4×1011太阳质量（4000亿倍太阳质量），其中可见物质（恒星、气体、尘埃）占10%（~4×101?太阳质量），暗物质占90%——这一比例与银河系一致，说明暗物质是星系的“引力骨架”；

自转速度：盘的自转速度约180公里/秒，比银河系（220公里/秒）慢，因质量更小，引力不足以维持高速旋转。

3. 恒星形成率：“温和”的恒星工厂

三角座星系的恒星形成率（SFR）约为0.7-1 M☉/yr（每年形成0.7-1个太阳质量的恒星），略低于银河系（1.4 M☉/yr），但高于仙女座（0.4 M☉/yr）。这意味着，M33每年会诞生约7000万-1亿颗太阳质量的恒星，主要集中在旋臂上的HII区（电离气体区）。

这种“温和”的恒星形成率，源于它的气体含量——M33的气体质量约为4×101?太阳质量，占总可见质量的10%，足以维持当前的恒星诞生速度，但不会像某些星暴星系那样剧烈。

四、解剖三角座：核球、盘与旋臂的“三层结构”

三角座星系属于SA(s)c型漩涡星系（哈勃分类）：S代表漩涡，A代表“正常”（非棒旋），(s)代表无明显核球环，c代表旋臂松散。这种结构让它成为研究“原始漩涡星系”的完美样本。

1. 核球：古老的“恒星仓库”

核球是星系的中心区域，由年老恒星（年龄＞100亿年）组成，金属丰度较高（[Fe/H]≈0到+0.6，太阳