银河系有多重?相当于8900亿个太阳
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发布时间：2023-03-24 00:19
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时间：2023-10-15 21:29
科学家对于人类所在星系质量大小得出了一个更为精确的新测量数据：银河系质量相当于8900亿个太阳，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。这一数字相当于6×1030只大象的质量，或相当于296×1018个地球的质量，又或是135个超级黑洞的质量（黑洞照片公布于2019年4月）。
（图源：Bai）
想要测量出银河系的质量实非易事，测量过程中存在着一些非同寻常的困难，因为我们就生活在其中。我们无法将星系搬到称上测量，因此，研究人员通常会通过追踪星系内部恒星运动，来“测量”星系的质量。恒星运动轨迹能够揭示出星系对其内部恒星所产生的影响。尽管人们只要拥有一架相对不错的望远镜，就能观察到完整的仙女座星系，但银河系内部的大部分星体对人类尚不可见。
（图解：仙女座星系）
太阳系附近的恒星和尘云阻挡了较远的恒星，人类无法一窥究竟。因此，研究人员不得不使用更为复杂的技术及统计方法，来推断出银河系的运动方式如何，以及从外部看来银河系是何模样。此外，我们所在的太阳系也正在以一种偏离中心的方式穿过银河系内部，因此研究人员在实际测量过程中要将这些情况都考虑在内，对数据进行适当调整。
（图源：Bai）
此项新研究主要依靠两组重要的数据汇编。这些信息揭示了气体、恒星以及其他物质是如何进入到银河系内不同区域的。科学家能够借此计算出“自转曲线”，从而得出星系的实际质量。
此项研究的合著者，英国伦敦帝国理工学院天体物理学家法比奥·洛克（Fabio Locco）表示：“银河系的银盘不停转动，但其中物体的转动速度并不一致。物体离银河系中心距离远近不等，其运转速度也不同。”
（图源：Bai）
法比奥告诉天文在线：“旋转力必须与银盘各处的引力平衡抵消，如果无法平衡，星系就会因此四分五裂，恒星和星云则会被抛进星系之间的虚无空间。
“如果在从星系中心到边缘的不同位置测量旋转速度，我们就能够大致估测不同位置所附带的质量。这样不仅可以测出星系总质量，还可以得到星系的质量分布，” 洛克表示。
当然，银河系中不仅有恒星、气体以及其他可见物质。与其他所有已知星系一样，银河系的大部分质量包含在一个看不见的、由暗物质组成的巨大光环内，这些暗物质会对天体产生引力影响，但却不会形成任何可以被人类直接观察到的天体。
（图源：Bai）
研究人员正是利用这种方法，计算出暗物质质量约为太阳质量的8300亿倍，占银河系总质量的93%。
研究人员将结果与早前对银河系质量测量研究进行了对比，得出结论：测量结果与之前的研究大致一致。这篇论文尚未发表在经同行评议的期刊上，但已上传至arXiv数据库（arXiv是一个收集物理学、数学、计算机科学与生物学的论文预印本的网站）。
作者: Rafi Letzter
FY: 林陌祺
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