宇宙中有多少個(gè)星系？這問(wèn)題肯定是在近地軌道上辛勤工作了數(shù)十年的哈勃望遠(yuǎn)鏡最想知道的，因?yàn)樗訅哿藬?shù)次，快要支撐不下去了，而它的繼任者詹姆斯-韋伯望遠(yuǎn)鏡卻還一再推遲，遙遙無(wú)期！哈勃的使命-了解宇宙的角角落落都在發(fā)生什么，它在數(shù)十年間觀測(cè)超過(guò)265000個(gè)星系，到底占宇宙的幾何？

梅西耶的大發(fā)現(xiàn)

盡管第一個(gè)河外星系確認(rèn)是在哈勃時(shí)代，但對(duì)于河外星系的大發(fā)現(xiàn)我們卻要追溯到100多年前法國(guó)天文學(xué)家梅西耶時(shí)代，因?yàn)樗男燎诠ぷ魇沟梦覀儸F(xiàn)在有一份叫做梅西耶星團(tuán)星云列表，也時(shí)常用梅西耶馬拉松來(lái)驗(yàn)證觀測(cè)極限，當(dāng)然這也是紀(jì)念梅西耶最好的一種方式。

梅西耶馬拉松觀測(cè)活動(dòng)

1757年梅西耶記錄了他的第一個(gè)河外星系M32，M31仙女星系已經(jīng)于1612年被德國(guó)天文學(xué)家西門(mén)·馬里烏斯所記錄（波斯天文學(xué)家蘇菲在905年左右就已經(jīng)描寫(xiě)過(guò)這個(gè)星系）。

1758年梅西耶記錄了星團(tuán)星云中列表中的第一個(gè)天體，M1也就是我們熟悉的蟹狀星云，這是1054年金牛座超新星爆發(fā)的殘骸。

蟹狀星云

梅西耶從1764年開(kāi)始制作一張彗星和夜空中看起來(lái)朦朦朧朧的天體列表。經(jīng)過(guò)十幾年的觀測(cè)后梅西耶分別在1771年、1781年和1784年發(fā)表了《梅西耶星團(tuán)星云列表》的第一卷（M1-M45），第二卷（M46-M68）和第三卷（M69-M103）。

梅西耶天體列表（部分）

其中藍(lán)色表示的都是河外星系，當(dāng)然梅西耶使用的是50-70毫米的小望遠(yuǎn)鏡，根本就看不清這些天體，不過(guò)也局限于當(dāng)時(shí)測(cè)距技術(shù)，也無(wú)法測(cè)量它們的距離，梅西耶一直以為它們就在銀河系內(nèi)！

哈勃確認(rèn)河外星系

1917年威爾遜山天文臺(tái)的的2.54米胡克望遠(yuǎn)鏡建成，在口徑就是王道的觀測(cè)界大發(fā)現(xiàn)從此開(kāi)始，1924年哈勃將它指向了仙女星系（M31），這臺(tái)超級(jí)望遠(yuǎn)鏡將一團(tuán)光斑的仙女星系分解成了一顆顆恒星，活該哈勃運(yùn)氣比較好，他居然在里面找到一顆造父變星（一類(lèi)高光度周期性脈動(dòng)變星，也就是其亮度隨時(shí)間呈周期性變化）！

因此只要測(cè)量了其變光周期后，就可以根據(jù)光度變化測(cè)量出星系的距離，哈勃以此為依據(jù)測(cè)量了仙女星系的距離，大約110萬(wàn)光年，盡管這個(gè)數(shù)值與現(xiàn)代測(cè)定的距離254萬(wàn)光年相去甚遠(yuǎn)，但哈勃至少肯定了一點(diǎn)，仙女星系不在銀河系內(nèi)，而且它的規(guī)?？赡艹^(guò)銀河系！

哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)m31中的造父變星

隨著對(duì)星系的認(rèn)識(shí)繼而發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的河外星系，另外哈勃對(duì)遙遠(yuǎn)星系和距離成正比的速度原理，因此檢測(cè)紅移也成也星系距離評(píng)估的重要參考，而對(duì)恒星演化的認(rèn)識(shí)，Ia超新星的標(biāo)準(zhǔn)燭光方法也使得距離測(cè)定更加準(zhǔn)確。因此大家發(fā)現(xiàn)梅西耶天體中很大一部分都是河外星系。

最大的星系是哪個(gè)？

到現(xiàn)在為止發(fā)現(xiàn)的最大星系是IC1101，但它并不是最近才發(fā)現(xiàn)的，而是赫歇爾在1790年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，在1895年被約翰·路易·埃米爾·德雷耳收錄在星云和星團(tuán)索引目錄（IC）中的第1101個(gè)天體，因?yàn)楫?dāng)時(shí)看起來(lái)這就是一片星云！后來(lái)才被確認(rèn)這是一個(gè)獨(dú)立星系！

這個(gè)星系的分類(lèi)是超大橢圓星系-透鏡狀星系，距離約10.45億光年，是阿貝爾2029星團(tuán)中最亮的星系，它幾乎就是正面朝向地球，IC1101有非常大的彌散光半徑，高達(dá)200萬(wàn)光年，大部分透鏡狀星系的直徑在5-12萬(wàn)光年之間，IC1101的研究者認(rèn)為，它可能是宇宙中最大的星系！

IC1101真的是宇宙中最大的星系嗎？

當(dāng)然我們并不能打包票，因?yàn)闊o(wú)聊的哈勃望遠(yuǎn)鏡干過(guò)幾件令人類(lèi)極為震撼的事情，哈勃望遠(yuǎn)鏡是1990年4月24日發(fā)射的，結(jié)果數(shù)周后發(fā)現(xiàn)哈勃成像模糊，經(jīng)過(guò)檢查后發(fā)現(xiàn)哈勃的主鏡磨制出現(xiàn)了失誤，存在嚴(yán)重的球差，是制造過(guò)程中的品控失敗所致，但追究責(zé)任已經(jīng)無(wú)濟(jì)于事，關(guān)鍵是哈勃望遠(yuǎn)鏡整個(gè)工程已經(jīng)耗資30億美元，這個(gè)誤差幾乎將哈勃前途徹底葬送！

1979年5月，在康涅狄格州丹柏立的珀金埃爾默公司拋光中的主鏡

因此在哈勃的首次維修任務(wù)中，將一枚修正球差的鏡片消除這個(gè)誤差，這片修正鏡被安裝在第二代廣域和行星相機(jī)的CCD前，因預(yù)算限制只修正了4片CCD，而不是全部的8片！經(jīng)過(guò)折騰的重裝上陣的哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮了它該有的價(jià)值！隨后的發(fā)現(xiàn)也確實(shí)讓大家非常震驚！

維修前后的效果對(duì)比

哈勃望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目主任有一個(gè)10%自由支配望遠(yuǎn)鏡使用的時(shí)間，當(dāng)時(shí)的哈勃科學(xué)研究主任羅伯特·威廉斯決定把1995年的這個(gè)“主任裁量時(shí)間”用于研究遙遠(yuǎn)星系，將它對(duì)準(zhǔn)了大熊座附近的小塊區(qū)域，在1995年12月18日至28日間總共拍攝了342張照片，在多個(gè)波段（濾光鏡）下的照片疊加之后獲得了如下照片！

每個(gè)亮斑都是一個(gè)星系，這些星系最遠(yuǎn)可達(dá)100億光年！當(dāng)然這事遠(yuǎn)未結(jié)束，嘗到了甜頭的遙遠(yuǎn)星系研究計(jì)劃在1998年9月至10月間南天區(qū)杜鵑座：赤經(jīng)22h32m56.22s，赤緯-60°33'02.69"這個(gè)位置拍攝了數(shù)百?gòu)堈掌?，疊加處理后得到了如下照片：

視野中都是星系，和大熊座區(qū)域得到照片類(lèi)似，看上去空無(wú)一物的空域有著無(wú)數(shù)的星系。2003年9月24日至2004年1月16日，哈勃對(duì)天爐座的一小塊區(qū)域累積曝光113天的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后得到如下照片：

上圖是HUDF的加強(qiáng)版

哈勃超深空照片顯示的范圍為3平方角分，只有全天空12700000分之一的面積！照片中的部分天體位于133.5億光年外，估計(jì)大約有10000個(gè)星系！

以上天區(qū)都是隨機(jī)選擇的區(qū)域，任何一個(gè)都給了人類(lèi)無(wú)比震驚的發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)達(dá)133.5億光年的遙遠(yuǎn)宇宙仍然無(wú)比熱鬧，宇宙的各向同性是觀測(cè)驗(yàn)證過(guò)的，我們找不到天空的任何一處在星系的分布上有什么區(qū)別，那么請(qǐng)問(wèn)在這些星系中或者在尚未發(fā)現(xiàn)的星系中，IC1101是最大的嗎？相信沒(méi)有一位朋友可以保證，因?yàn)楣^測(cè)的區(qū)域只是全天區(qū)12700000分之一而已，而且距離是在133.5億光年，按宇宙膨脹速度推算，大約為與300-330億光年左右，而可觀測(cè)宇宙高達(dá)465億光年，之外有什么？我們根本沒(méi)有理論支持！