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玫瑰星云 图片来源：Stephan Hamel
星云是气体和尘埃的聚集物。但与此不同的是，由众多恒星聚集构成的庞大而发光的“星系”曾经被视为一类星云。
假如用性能较差的望远镜或肉眼观察星系，与星云相似，星系也犹如薄纱般舒展的云朵（下图）。因此，仙女星系也称为“仙女座星云”。实际上，被称为“大麦哲伦云” “小麦哲伦云”的天体也不是星云，而是由无数恒星聚集而成的星系。
在南半球看到的大麦哲伦云（照片中部偏左）和小麦哲伦云（照片上方偏右）。它们看上去好像是一团团模糊的云，但却不同于普通的星云， 是汇集了无数星星的星系。
星系与其他的星云不同，它存在于我们居住的银河之外。认为星系是恒星集团的说法是20世纪初的观点。与此同期，当时的宇宙观也发生了重大改变。
查尔斯·梅西叶（1730～1817）在1784年编写的星云星团表，即“梅西叶星云星团表”里，也记载了若干星系。例如梅西叶星云星团表的31号，“M31”就是仙女星系。大多数星系的形状呈旋涡状或椭圆状。因此在很长一段时间里，星系被称为“旋涡星云”或“椭圆星云”。那时将这样的天体与其他星云视为同一类。这是由于此时“星系”的概念尚未建立，在那个时候，人们以为我们所说的银河系就是整个宇宙。
另一方面，在经历了18～19世纪之后，银河系的结构逐渐明确，威廉·赫歇尔(1738～1822)在1785年提出：银河系呈圆盘状，是由众多恒星聚集而成的。
根据此后的观测活动，在人们更详细地了解了银河系的结构之后，一些科学家们开始思考旋涡星云及椭圆星云与星系的关系，它们会不会就是庞大恒星的集团（星系）呢？于是在1920年，哈罗·沙普利（1885～1972）和希伯·柯蒂斯（1872～1942）两人进行了一场大辩论，该辩论非常著名，被称为“天文学大辩论”。沙普利主张旋涡星云与椭圆星云是存在于银河系内部的天体，柯蒂斯则认为这些天体是存在于银河系之外的其他星系。
结束这次辩论的是爱德温·哈勃（1889～1953）。哈勃在1923～1924年间通过对仙女星系中的脉动变星（造父变星）的观测发现，该星可以用来测量距离。
爱德温·哈勃
脉动变星是按特定周期光线强度会发生规律变化的恒星。人们发现，该变化周期与恒星原本的亮度息息相关。如果测定脉动变星的周期，就能求出该恒星原本的亮度。大家普遍认为，离恒星的距离越远，所看到的亮度就会变得越暗。总之，将脉动变星原来的亮度与看到的亮度相比较，就能知道到该恒星的距离。
由以上观测推断出，地球到含有脉动变星的仙女座星云的距离约为68万光年（现在推算约230万光年）。这个数值远远大于当时所推算出的银河系直径。所以仙女座星云离银河系很遥远，那是另一个聚集着恒星的庞大集团（星系）。所以随后将仙女座星云改名为仙女星系。
以上这些发现，不仅仅单纯地明确星云与星系的不同，也确定了在银河系之外的宇宙是广阔存在的。宇宙中还存在着无数与银河系相同的星系，成为天文学上一个较大的转折点。
星系从星云中划分出来了，现在被称为星云的天体定义为所有气体和尘埃的聚集物。这种叫法听上去有些朴素，但实际上，它蕴藏着神秘宇宙中星体从诞生到死亡的过程。
本文摘自《科学世界》2017年第8期《星云：宇宙中的画卷》
新媒体编辑 | 张丽君
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