仙女座星系到底能装下多少个银河系？一个深夜阳台上的偶然发现
昨晚我站在阳台上，抬头看见一颗模糊的光斑，手机查了查，那是仙女座星系，我盯着它看了很久，脑子里突然冒出一个特别傻的问题：这团模糊的光，得有多大？能抵几个我们自己的银河系？
这个问题听起来像是小孩子问“天上有多少颗星星”，但真算起来的过程,让我一晚上都没睡好。
先搞清楚“能装下”到底在问什么
我一开始也迷糊，说一个星系“抵”多少个另一个星系，到底比的是直径、体积，还是质量？这三种比法给出的答案差别挺大的，就像你问“一个人抵几个小学生”，比身高、比体重、比饭量,结果完全不同。
所以得先把这个掰清楚,我们一个一个来。
比直径，答案是个位数
天文学家测了很多年,目前比较公认的数字是这样的：
| 银河系直径 | 约10万光年 |
| 仙女座星系直径 | 约22万光年 |
光年是什么概念？光跑一年，大概是9.46万亿公里，你拿这个数字去乘，我已经不想打字了，光从银河系这头跑到那头要10万年,在仙女座星系那边要跑22万年。
所以光看直径，仙女座差不多是银河系的两倍出头，如果把它们想象成两个圆盘摆在一起，仙女座直径上能塞下大约两个银河系,再加点零头。
但这个答案太平淡了，直径只是二维的东西，星系是立体的,我总觉得真正的答案应该更夸张一些。
比体积，数字开始变大
这里有个坑，银河系和仙女座星系都不是完美的球体，它们更像两个压扁的圆盘，中间鼓起来一块，天文学家管这叫“星系盘加核球”结构。
粗略估算的话，把一个星系近似看成圆柱体（其实更准确是盘面加中心椭球，但我们先粗糙地来），体积跟直径的立方成正比，仙女座直径是银河系的2.2倍,那体积大约是：
2的三次方 ≈ 10.6
也就是说，按体积算，仙女座星系能装下大约10到11个银河系。
这个数字已经开始让我有点感觉了，想象一下，10个银河系像一堆盘子摞在一起，塞进仙女座那个巨大的空间里，我们太阳所在的整个银河系,只是它的十分之一。
但等等,这还没算上暗物质晕。
算上暗物质晕，答案直接起飞
这才是真正让我震惊的部分。
我们平常看到的星系图片，那个亮闪闪的旋臂盘面，其实只是星系的一小部分，它外面还包裹着一层巨大的、看不见的暗物质晕，这层晕范围极广，虽然不发光,但它的引力掌控着星系的命运。
天文学家通过引力透镜效应和旋转曲线测量，估算出仙女座星系的暗物质晕直径可能达到200万光年以上，银河系自己的暗物质晕也不小，但仙女座的晕比它更大、更弥散。
如果按整个引力范围来算“大小”，仙女座星系的可比体积，可能达到银河系的几十倍甚至上百倍，具体数字天文学家还在争论，因为暗物质晕的边缘实在太难定义了，但不管怎么算,这个数字都比10要大得多。
到了这个尺度,我站在阳台上的脑子已经有点不够用了。
比质量，答案反而没那么夸张
这也是个有意思的反转，体积能装下10个甚至更多，但质量上,仙女座并没有10个银河系那么重。
为什么呢？因为这两个星系的物质密度分布不一样，仙女座虽然大，但它的物质分布更稀疏一些，尤其是外围区域，暗物质晕虽然范围大，但里面的物质密度极低,对总质量的贡献是渐进的。
目前比较主流的估算：
| 银河系总质量（含暗物质） | 约1.5万亿倍太阳质量 |
| 仙女座星系总质量（含暗物质） | 约2到3万亿倍太阳质量 |
所以按质量算，仙女座大概是银河系的1.5到2倍，不算暗物质的话，只算可见物质,差距可能更小。
这就好比一个胖子和一个瘦高个儿，仙女座这哥们儿骨架子大、占地广，但体重并没有重太多，银河系更“敦实”,恒星密度反而可能更高一些。
为什么这个数字还一直在变？
我查资料的时候发现一件很有意思的事：仙女座星系的“个头”在过去几十年里一直在被修正，上世纪90年代，大家觉得仙女座直径大概15万光年，觉得它是银河系的1.5倍，后来用更先进的望远镜一看，外围的恒星盘延伸得比想象中远得多,2010年左右改成了22万光年。
然后暗物质晕的探测技术也在进步，以前测不到那么远，现在通过引力透镜能看到更外围的结构，说不定再过几年，这个“能装下多少个银河系”的数字还要再更新。
科学就是这样，没有终极答案，只有目前最好的测量，那些论文里——天体物理学期刊》上有个研究，2019年发的那篇关于仙女座晕结构的——也都承认误差范围不小。
知道这些有什么用
说实话，对日常生活确实没什么用，我昨晚站在那里，知道仙女座能装下10个银河系的时候，并没有让我的工资变多,也没有让明天的天气变好。
但有个很奇妙的感觉，当我脑海里装着“10个银河系”这个画面，再抬头看那颗模糊光斑的时候，它突然不一样了，它不再只是一个遥远的光点，而是一个实实在在的、比我所在的整个银河系还要庞大好几倍的存在，那个距离我们254万光年的庞然大物,正在以每秒300公里的速度朝我们撞过来。
四十多亿年后，它会和我们撞上，到时候两个星系会合并成一个新的椭圆星系，不如今晚再去阳台看看它，趁它还没撞过来之前。
