仙女座大星云（Andromeda Galaxy，M31/NGC 224）
是位于仙女座方向的巨型旋涡星系，也是人类肉眼可见的最遥远天体之一（视星等约3.44等）。它在天文学史上具有里程碑意义——1924年，美国天文学家埃德温·哈勃通过观测其旋臂上的造父变星，首次证实它是银河系之外的独立恒星系统，开启了河外星系研究的序幕。
1. 核心身份与分类
仙女座大星云属于本星系群（由银河系、仙女座星系、三角座星系等约50个小星系组成的星系集团）中更大的星系，其直径约22万光年（约为银河系的1.6倍），质量约为1.14万亿倍太阳质量（2024年中国天文学家最新计算）。作为典型的旋涡星系（萨勃分类为SA(s)b），它具有明显的盘状结构：中心是致密的核球（直径约25光年，质量相当于100亿个太阳），外围环绕着两条松散的旋臂，旋臂上分布着大量年轻恒星（如OB型星、亮超巨星）、星际气体（主要为氢）和尘埃。
2. 关键特征
恒星数量：斯皮策空间望远镜观测显示，仙女座星系包含近一万亿颗恒星，远多于银河系的20004000亿颗。
与银河系的关系：两者同属本星系群，目前正以每秒300公里的速度相互靠近（考虑太阳系在银河系内的运动，相对速度约100140公里/秒）。天文学家预测，30亿40亿年后两者可能发生碰撞，最终合并成一个巨大的椭圆星系。
可见性：在适度黑暗的夜空（远离城市光污染），肉眼可看到仙女座大星云呈现为纺锤状的椭圆光斑（类似模糊的“云雾”），通过小型天文望远镜可分辨出其核心的明亮区域及部分旋臂结构。
3. 观测历史
早期记录：波斯天文学家阿卜杜勒拉赫曼·苏菲（阿尔苏飞）在10世纪左右将其描述为“小云”，这是最早的书面记录；1612年，德国天文学家西门·马里乌斯首次用望远镜观测并记录了它的细节。
本质确认：1924年，哈勃在仙女座星系旋臂上发现了造父变星（一类亮度周期性变化的恒星，其光变周期与绝对星等有严格对应关系）。通过计算造父变星的视亮度与绝对星等的关系，他得出仙女座星系的距离约为90万光年（后修正为220万250万光年），远超银河系的直径（约10万光年），彻底终结了“旋涡星云是银河系内气体云”的争议。
4. 卫星星系
仙女座大星系拥有多个矮星系卫星（质量远小于主星系，围绕其运动），其中最著名的是M32（椭圆星系，直径约7000光年）和M110（椭圆星系，直径约14000光年）。这些卫星星系可能是仙女座星系在演化过程中“吞噬”的较小星系残留，其轨道和结构为研究星系合并提供了重要线索。