我們巨大的成年星系有8900億個太陽那麼大

（圖源：歐洲南方天文台）

科學家對于人類所在星系質量大小得出了一個更為精确的新測量數據：銀河系質量相當于8900億個太陽，也就是3.9百正磅（即1.8百正千克）。

1百正等于1×1042，或者1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。這一數字相當于6×1030隻大象的質量，或相當于296×1018個地球的質量，又或是135個超級黑洞的質量（黑洞照片公布于2019年4月）。

（圖源：Baidu）

想要測量出銀河系的質量實非易事，測量過程中存在着一些非同尋常的困難，因為我們就生活在其中。我們無法将星系搬到稱上測量，因此，研究人員通常會通過追蹤星系内部恒星運動，來“測量”星系的質量。恒星運動軌迹能夠揭示出星系對其内部恒星所産生的影響。盡管人們隻要擁有一架相對不錯的望遠鏡，就能觀察到完整的仙女座星系，但銀河系内部的大部分星體對人類尚不可見。

（圖解：仙女座星系）

太陽系附近的恒星和塵雲阻擋了較遠的恒星，人類無法一窺究竟。因此，研究人員不得不使用更為複雜的技術及統計方法，來推斷出銀河系的運動方式如何，以及從外部看來銀河系是何模樣。此外，我們所在的太陽系也正在以一種偏離中心的方式穿過銀河系内部，因此研究人員在實際測量過程中要将這些情況都考慮在内，對數據進行适當調整。

（圖源：Baidu）

此項新研究主要依靠兩組重要的數據彙編。這些信息揭示了氣體、恒星以及其他物質是如何進入到銀河系内不同區域的。科學家能夠借此計算出“自轉曲線”，從而得出星系的實際質量。

此項研究的合著者，英國倫敦帝國理工學院天體物理學家法比奧·洛克（Fabio Locco）表示：“銀河系的銀盤不停轉動，但其中物體的轉動速度并不一緻。物體離銀河系中心距離遠近不等，其運轉速度也不同。”

（圖源：Baidu）

法比奧告訴天文在線：“旋轉力必須與銀盤各處的引力平衡抵消，如果無法平衡，星系就會因此四分五裂，恒星和星雲則會被抛進星系之間的虛無空間。

“如果在從星系中心到邊緣的不同位置測量旋轉速度，我們就能夠大緻估測不同位置所附帶的質量。這樣不僅可以測出星系總質量，還可以得到星系的質量分布，” 洛克表示。

當然，銀河系中不僅有恒星、氣體以及其他可見物質。與其他所有已知星系一樣，銀河系的大部分質量包含在一個看不見的、由暗物質組成的巨大光環内，這些暗物質會對天體産生引力影響，但卻不會形成任何可以被人類直接觀察到的天體。

（圖源：Baidu）

研究人員正是利用這種方法，計算出暗物質質量約為太陽質量的8300億倍，占銀河系總質量的93%。

研究人員将結果與早前對銀河系質量測量研究進行了對比，得出結論：測量結果與之前的研究大緻一緻。這篇論文尚未發表在經同行評議的期刊上，但已上傳至arXiv數據庫（arXiv是一個收集物理學、數學、計算機科學與生物學的論文預印本的網站）。

作者: Rafi Letzter

FY: 林陌祺

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