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科学家“称出”了银河的质量,大约相当于1.5万亿个太阳

欧洲南方天文台(European Southern Observatory)的科学家精确地“称出”了银河系的质量,极大地提升了此前关于银河系质量的粗糙估计。

为了确定银河系的质量,科学家们已经努力了数十年的时间。此前的估计非常粗略,科学家们认为银河系的质量范围为 5000 亿到 3 万亿个太阳质量。

估算范围如此之大与银河系中大约 85% 的质量由暗物质构成有关。就像它的名字所揭示的那样,暗物质既不吸收光线,也不发出光线,无法直接观测,因此直接测量银河系的质量并不容易。

“我们不能直接测定暗物质,那就是为什么目前银河系质量并不确定的原因——你不能准确地测量你看不见的东西。” Watkins 在一份声明中说

为了解决暗物质带来的难题,Watkins 和她的同事想到了一个间接的办法:通过测量围绕银河系中心旋转的球状星团(globular clusters))的速度来反推银河系的质量。球状星团由成千上万甚至数十万颗恒星组成,因其外形类似球形而得名。它们是银河系中最早形成的一批恒星,有约 100 亿年的历史,目前银河系中已知的大约有 150 个。

“一个星系的质量越大,受到该星系重力牵引的星团就会运动得越快,”参与这项研究的剑桥大学的 N. Wyn Evans 说。

于是,Watkin和同事们利用美国航空局的哈勃太空望远镜和欧洲空间局的盖亚(Gaia)卫星的观测数据,计算了 46 个球状星团的运动速度。通过分析星团的运动,他们能够计算出星团所受到银河系中心的引力,进而反推出产生引力的银河系的质量。

最新的估计相比于以前要精确得多,银河系的质量大约相当于 1.5 万亿个太阳的质量,或者 3×1039 吨。在计算出银河系质量的同时,Watkins 和同事们还确定了银河系的半径为 129000 光年。

“测量银河系之所以重要的一个原因是我们生活在这儿,它是我们最为亲密的星系,” Watkins 说,“知道银河系的总重量将帮助我们更好的了解它。”

Watkins 和同事们的研究成果将会发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上,目前已经可以在开源学术网站 arXiv.org 看到论文的预印版。 

题图来自:NASA 

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