如果你吃過曲奇餅干的話，不妨想象這樣一幅場景：一塊曲奇餅干，從中間掰成兩半，這兩瓣餅干大小和質(zhì)量都差不太多，掰開的一瞬間大量的餅干碎屑飄在兩瓣曲奇附近，有些碎屑圍繞著兩瓣曲奇盤旋飛舞，有些飛的遠(yuǎn)一些，落在別處。
這樣的畫面，像極了我們的銀河系所在的這個村莊，天文學(xué)上稱之為本星系群，即銀河系本身所在的星系群。星系群的絕大部分質(zhì)量和恒星集中在銀河系和仙女座大星系（M31）身上，在這兩個核心星系周圍，還有著幾十個尺度較小的矮星系、不規(guī)則星系等等“餅干碎屑”。對于我們的銀河系來說，這個家門口的世界是我們離開銀河系后首先要體驗的環(huán)境。這個環(huán)境在天文學(xué)上有著至關(guān)重要的意義，它是唯一一個可以精確測量的星系群環(huán)境，起到了聯(lián)系更大的宇宙學(xué)環(huán)境和更小的恒星環(huán)境的紐帶作用，在天文學(xué)上圍繞著本星系群開展的這一系列的研究被稱之為“近場宇宙學(xué)”。我們將從以下幾個方面粗略地展現(xiàn)本星系群的特征。

村莊鳥瞰

籠統(tǒng)地說，這個村莊有兩個大戶人家，分別是我們自己的銀河系，以及距離我們250萬光年以外的仙女座大星系即 M31。銀河系和 M31直徑差不多都是10萬光年作用，所以它們之間的位置比例關(guān)系就像是學(xué)生食堂里相鄰兩張桌子上的兩個餡餅。這兩個大戶基本上就是本星系群的大部分恒星和大部分質(zhì)量了。整個本星系群的范圍大約是直徑1000萬光年，也就是銀河系到M31距離的4倍。村莊里除了這兩個大戶以外，還散落著幾十個小戶人家。整個本星系群的引力中心位于銀河系和M31之間的某處，這個1000萬光年的星系群呈現(xiàn)出啞鈴型的分布，兩個超級大戶左右著星系群的結(jié)構(gòu)和演化。
康德曾經(jīng)將銀河系以外的其它星系稱為“宇宙島”。先賢們已經(jīng)意識到星系才是物質(zhì)循環(huán)、恒星產(chǎn)生、能量釋放的家園，而星系和星系之間什么也不存在。今天的天文學(xué)研究，肯定了前半句，否定了后半句。星系的確是宇宙演化的基石，但星系和星系之間的“空曠”地帶，在光學(xué)波段以外的觀測看來，充滿了細(xì)致的結(jié)構(gòu)。比如我們的銀河系、大麥哲倫云、小麥哲倫云之間，就有著大量的氣體分子連接的橋梁。類似的現(xiàn)象在M31周圍也有發(fā)現(xiàn)。這就是說，本星系群這個不大不小的村莊，家家戶戶并不是各自為戰(zhàn)關(guān)起們來過日子。其實每家每戶都在用肉眼不易察覺的方式交換著物質(zhì)與能量，整個村莊并不是表面上呈現(xiàn)的眾多島嶼，而是一副緊張忙碌的畫面，或是一張彼此糾葛的大網(wǎng)。
本星系群不僅僅是這些發(fā)光發(fā)亮的恒星組成的星系的村莊，還包括星系內(nèi)部和星系之間彌漫的氣體、塵埃，以及暗物質(zhì)。所有這些都不容忽視，都對星系的相互運動和演化起到至關(guān)重要的作用。今天的天文學(xué)，往往誰能對這些氣體、塵埃、暗物質(zhì)做出更細(xì)致的研究或模擬，誰就能更準(zhǔn)確地把握本星系群的面貌。

誰說了算

銀河系和M31作為村子里的至尊，誰才是更大質(zhì)量的星系，這個問題已經(jīng)爭論了幾十年。產(chǎn)生這樣的爭論倒不是這兩個星系自己不安分，而是研究它們的天文學(xué)家和觀測技術(shù)在不斷進步。過去很長的時間里，天文學(xué)家都認(rèn)為M31比銀河系質(zhì)量大，包含的恒星數(shù)量也多，是當(dāng)之無愧的一村之長。但是隨著對銀河系自身的研究的深入，越來越多的證據(jù)傾向于將銀河系重新扶上村長寶座。之所以過去沒能清醒地看待銀河系的龐大，是因為“身在此山中”、“不識真面目”。透過銀河系盤面上厚厚的塵埃和氣體觀測銀河系自身，就像是在pm2.5嚴(yán)重爆表的日子里瞭望遠(yuǎn)方。今天，越來越多的新觀測研究發(fā)現(xiàn)，銀河系雖然包含著比M31少一些的恒星數(shù)目，但是總質(zhì)量要略大于M31。不過，這當(dāng)中的不確定度依然很大，因為難以觀測和精確測定的暗物質(zhì)的質(zhì)量不容忽視，而銀河系與M31周圍都圍繞著大量的暗物質(zhì)暈，研究范圍的選取往往會影響最終的結(jié)果。
兩位村長候選人，也許聽不到天文學(xué)家的爭論，它們有著自己的宿命。銀河系與M31正在以110公里每秒的速度相互靠近，這意味著，大約40億年之后兩個星系將會發(fā)生碰撞，伴隨著一系列的天文過程，最終兩個旋渦星系合并為一個巨大的橢圓形系，稱之為銀河仙女星系。這個巨大的銀河仙女星系也將吸引周圍的矮星系一起落入自己的體內(nèi)，這將是本星系群的遙遠(yuǎn)未來。當(dāng)然，具體的碰撞情況也還是會受到暗物質(zhì)的影響。
有趣的是，“碰撞”并不是描述這一狀況的最合適的說法。因為銀河系與M31的碰撞，不像是兩輛汽車的碰撞，更像是兩組人群的交錯。銀河系和M31分別包含超過千億顆的恒星，但是兩個星系的碰撞并不是彼此的恒星撞擊在一起，反而在碰撞的過程中幾乎不會有恒星撞擊的情況出現(xiàn)。比如說，距離太陽最近的是比鄰星，如果太陽是一個乒乓球的話，比鄰星就是一顆豌豆，這顆乒乓球和這顆豌豆相距1100公里遠(yuǎn)。也就是說，相比恒星自身的大小來說，恒星彼此距離太遠(yuǎn)。與其說銀河系與M31碰撞，倒不如說是相互融合。

千奇百怪

組成本星系群的幾十個星系涵蓋了幾乎所有可見的星系類型。這個小村莊就是研究各種不同星系類型的最近的實驗室。
從星系的動力學(xué)關(guān)系上分，可以將本星系群的眾多星系分為三大類。分別是銀河系和銀河系衛(wèi)星系統(tǒng)、M31和M31衛(wèi)星系統(tǒng)、以及NGC3109和周邊星系系統(tǒng)。除了第三類圍繞在NGC3109星系周圍的幾個遙遠(yuǎn)的星系之外，本星系群的大部分成員都可以分為兩大陣營：銀河系的衛(wèi)星星系、M31的衛(wèi)星星系。兩個陣營的規(guī)模勢均力敵，涵蓋的空間范圍也很接近。由于距離的原因，天文學(xué)家對銀河系的衛(wèi)星星系的研究要多得多。目前已知的成員達(dá)到14個星系，和銀河系之間靠萬有引力相互作用。最早發(fā)現(xiàn)的大麥哲倫云和小麥哲倫云星系位于南方天空中，早在公元1世紀(jì)波斯天文學(xué)家蘇菲就做過觀測記錄。最近十幾年研究的最多的銀河系衛(wèi)星星系要算人馬座矮橢球星系，直到1994年才發(fā)現(xiàn)它的主要核心部分，它圍繞銀河系運動穿越銀河兩極，在穿越的過程中與銀河系的引力相互作用，成員恒星被拉入銀河系的范圍，在星系穿越的路徑上延伸出長長的星流。大部分銀河系的衛(wèi)星星系，都和人馬座矮橢球星系有著類似的遭遇，它們的成員星或多或少地被銀河系吸入，形成星流。所以，銀河系從來都不是一個孤立的結(jié)構(gòu)，研究和認(rèn)識銀河系離不開對銀河系周邊環(huán)境的把握。
從星系形態(tài)上分，本星系群包括漩渦星系、橢圓形系、矮星系、不規(guī)則星系等各種類型。銀河系、M31、M33都是典型的漩渦星系，M32是典型的橢圓星系，前面提到的大小麥哲倫云都是不規(guī)則星系，人馬座矮橢球星系是典型的矮橢球星系。漩渦星系和橢圓形系通常尺寸較大，包含的恒星眾多，質(zhì)量也大，一般在1011到1012太陽質(zhì)量左右，而矮星系和不規(guī)則星系，顧名思義，尺寸較小，沒有堅實穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，包含的恒星數(shù)量少，質(zhì)量小。事實上，銀河系的一些衛(wèi)星星系，和銀河系外圍的球狀星團直接沒有特別明確的界限。確認(rèn)衛(wèi)星星系的獨立身份讓天文學(xué)家頗花費了一番功夫。目前比較流行的銀河系演化理論認(rèn)為，像人馬座矮橢球星系這樣的矮星系在歷史上曾經(jīng)有過很多，它們都紛紛地落入銀河系的范圍，與銀河系相互作用，最終成為銀河系的一部分。今天能夠在銀河系里找到了部分球狀星團，可能就是過去的矮星系的殘骸。

更大的鄉(xiāng)村

我們的本星系群村莊，是室女座超星系團這個大鄉(xiāng)村的一部分。這個室女座超星系團以室女座星系團為中心，還包括除我們的本星系群以外的至少100個星系群或星系團，比如離我們最近的M81星系群和M101星系群。必須注意的是，我們自己的銀河系，既不是這個大系統(tǒng)的中心，尺寸和質(zhì)量也算不上出眾。只要把我們的目光稍稍放遠(yuǎn)一點點，就會把我們自身的自豪感和自負(fù)心淹沒在茫茫天際里再也找不回來。而這一切的一切，只能稱得上是宇宙的一個小小的角落。我們還沒有能力離開太陽系，我們制造的人造探測器目前最遠(yuǎn)的只飛到太陽系的邊緣。一個又一個更高層次的空間等待我們的光顧，在此之前，天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡和理論模型率先沖鋒陷陣，為我們揭示一個又一個超乎想象的世界。越是如此，我們越是感嘆自己賴以生存的遼闊大地，其實只是一個小小的角落。
所幸的是，在這個小小的角落里發(fā)生的這些故事，就足夠我們?nèi)ズ闷?、去探索、去了解、去提問了。我們從來不會感覺宇宙的一個小角落擁擠與逼仄。那么相反，是不是我們身邊的一花一草一露珠，我們也沒能察覺它們的龐大與博遠(yuǎn)？

結(jié)語

在別人只知道流星雨的時候，你開始去試著了解一個叫做“本星系群”的東西，這的確算得上高端大氣上檔次的知識了。不過，高大上并不是我們的最終目的，我們的目標(biāo)是——試著切換不同的視角來重新看待自己。這就是天文學(xué)的力量，可以讓我們賴以生存的大地變得毫不起眼，可以讓空曠的星系際空間展現(xiàn)緊密的聯(lián)絡(luò)，可以讓我們在足球這么大的腦袋里裝下一個跨度1000萬光年的星系群。這么一想，碉堡了吧？