銀河系多重？至今為止，沒(méi)有一個(gè)準確的答案。我們不能把整個(gè)銀河系放在一個(gè)尺度上測量，因為它太大了！但天文學(xué)家已經(jīng)能夠使用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡和歐洲航天局的蓋亞衛星，對銀河系的質(zhì)量進(jìn)行迄今為止最精確的測量之一。
根據最新的測量，銀河系的質(zhì)量約為1.5萬(wàn)億太陽(yáng)質(zhì)量。其中只有一小部分是由于銀河系中大約有2000億顆恒星，其中包括位于中心的一個(gè)400萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。其余的大部分物質(zhì)被鎖在暗物質(zhì)中，暗物質(zhì)是一種看不見(jiàn)的神秘物質(zhì)，在宇宙中起著(zhù)連接和固定的作用，把恒星留在它們的星系中。
左邊是哈勃太空望遠鏡拍攝的球狀星團NGC 5466的一部分。右圖是哈勃望遠鏡拍攝的相隔10年的圖像，與星系團的速度進(jìn)行了比較。背景中的網(wǎng)格有助于說(shuō)明位于52,000光年之外的前景星系團中的恒星運動(dòng)。而背景星系(分別處于右上角的中心，左下角的中心)似乎沒(méi)有移動(dòng)，因為它們離我們很遠，有數百萬(wàn)光年遠。
早在幾十年前的研究就使用了各種觀(guān)測技術(shù)，估計出我們星系的質(zhì)量在5000億到3萬(wàn)億太陽(yáng)質(zhì)量之間，改進(jìn)后的測量值接近該范圍的中點(diǎn)。
馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學(xué)研究所(STScI)的Roeland van der Marel說(shuō):“我們想要更精確地知道銀河系的質(zhì)量，這樣我們就可以把它放到宇宙學(xué)的背景下，并將它與不斷演化的宇宙中的星系模擬進(jìn)行比較。因為不知道銀河系的精確質(zhì)量給許多宇宙學(xué)問(wèn)題帶來(lái)了許多問(wèn)題?！?/p>
與宇宙中的其他星系相比，銀河系似乎顯得有點(diǎn)嬌小。據科學(xué)家的觀(guān)測顯示，最輕的星系大約有10億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，而最重的星系則有30萬(wàn)億太陽(yáng)質(zhì)量。銀河系的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的1.5萬(wàn)億倍，對于這樣一個(gè)明亮的星系來(lái)說(shuō)是雖說(shuō)正常的，但是也是渺小的。
我們知道球狀星團是孤立的球形島嶼，每個(gè)島嶼上都有成千上萬(wàn)顆圍繞銀河系中心運行的恒星。球狀星團是銀河系最早的家園居民，包含了已知最古老的恒星，可以追溯到大爆炸之后的幾億年前。它們形成于我們的太陽(yáng)和太陽(yáng)系所在的銀河系螺旋盤(pán)形成之前。
負責哈勃觀(guān)測的STScI的托尼·索恩說(shuō):“由于球狀星團距離遙遠，它們是一些最好的跟蹤器。天文學(xué)家必須測量銀河系周?chē)薮蟮陌滴镔|(zhì)包膜的質(zhì)量，而這些暗物質(zhì)遠遠超出了恒星的螺旋盤(pán)?！?/p>
因此天文學(xué)家們用哈勃和蓋亞來(lái)測量球狀星團的三維運動(dòng)。雖然我們看不見(jiàn)暗物質(zhì)，但它是宇宙中物質(zhì)的主要形式，可以通過(guò)它對球狀星團等可見(jiàn)物體的影響來(lái)衡量。一個(gè)星系的質(zhì)量越大，它的球狀星團在重力作用下運動(dòng)得就越快。以前的大多數測量都是沿著(zhù)球狀星團的視線(xiàn)進(jìn)行的，所以天文學(xué)家知道球狀星團接近或遠離地球的速度。然而，哈勃和蓋亞記錄了球狀星團的橫向運動(dòng)，從中可以計算出更精確的速度。
哈勃和蓋亞的觀(guān)測是互補的。蓋亞被專(zhuān)門(mén)設計用來(lái)創(chuàng )建一個(gè)精確的銀河系天體三維地圖，并實(shí)時(shí)跟蹤它們的運動(dòng)。它進(jìn)行了精確的全天測量，包括許多球狀星團。哈勃望遠鏡的視野更小，但它可以測量更暗的恒星，因此可以到達更遠的星團。這項新的研究擴大了蓋亞對34個(gè)直徑65,000光年的球狀星團的測量，而哈勃對12個(gè)直徑130,000光年的球狀星團的測量是在10年的時(shí)間里從圖像中獲得的。
當蓋亞和哈勃的測量數據互相互補重合時(shí)，天文學(xué)家可以估計銀河系的質(zhì)量分布到離地球近100萬(wàn)光年的地方。因此當我們知道了從宇宙星系的質(zhì)量分布的模擬,我們可以計算出準確的這個(gè)推斷是銀河系,。這些計算基于來(lái)自蓋亞和哈勃的球狀星團運動(dòng)的精確測量，使研究人員能夠確定整個(gè)銀河系的質(zhì)量。
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