中国科学家给银河系“称体重”！是太阳的8050亿倍，怎么测的？世界时快讯

来源：姿势分子knowledge 2023-04-23 00:15:46

银河系的“体重”是太阳的8050亿倍！中国天文学家取得最新的科学进展，再一次更新了人类对银河系的认知，也证明了中国在天文领域的发展。

在附近约1000万光年的宇宙空间内，分布着差不多50个大大小小的星系，这个结构叫本星系团。我们的银河系，拥有1000亿~4000亿颗恒星，是本星系团中第二大的星系，仅次于仙女座大星系。

(资料图片)

关于银河系的“体重”——或者用专业的名词说——银河系的质量，一直是天文学家最好奇的问题。多年以来，他们利用不同的方法，也给出了不同的数据。最近，国际科学期刊《天体物理学报》上发表了最新成果，我国天文学家在观测、分析后认为，银河系的质量大约是太阳的8050亿倍。

这个数字听起来确实非常巨大，也让人产生了好奇：天文学家到底该怎么给银河系“称体重”呢？

其实吧，这个原理说难也难，说简单也简单。

说它难，是因为我们不可能像给人类称体重一样，把银河系放在体重秤上进行测量。而且我们也不可能把银河系的所有天体有一一称重，然后加在一起，因为银河系内仅仅恒星就有数千亿颗，另外还有无数的行星、黑洞、星际气体、尘埃乃至人类无法观测的暗物质，所以这种方法也行不通。

说它简单，是因为归根结底，测量银河系质量的原理，和给人称体重的原理是一样的。你想想，我们怎么给人类称体重？其实就是一个人站在体重秤上，利用人的重量把它压下去，然后进行读数。人为什么能把秤压下去？是因为地球对人体有引力。

说白了，体重秤测量的是人和地球之间引力的大小，然后进行换算，最终呈现出体重的读数。正因如此，即便你把体重秤上下颠倒，测量的结果也不会变成地球的“体重”。

对于银河系，也是相同的道理。我们也是要通过银河系的质量对其他天体或天文现象造成的引力影响，推导出银河系的质量来。天文学家在计算其他天体的质量时，也都是利用天体之间的相互作用进行推测的。换句话说，就是要观测银河系内天体的运行状况，然后推测它们受到了多少引力的影响，知道了引力，也就相当于知道了质量。

说得专业点，天文学家要测量银河系的旋转曲线。

什么意思呢？我们知道，银河系属于漩涡星系，也就是有一个星系核，然后从星系核延伸出几条旋臂。这些结构组成了一个完整的星系，绕着银河系的中心进行公转，这其中也包括我们的太阳系。

别看银河系看起来是一个整体，但其实各部分之间是比较松散的。以上面这张太阳系运行图为例，假设八大行星以相同的方向开始公转，由于不同位置上的行星公转速度不同，只要一开始公转，马上就不再成一条直线了。

银河系内天体的运行更加复杂，受到的影响更多。像下图这样各个部位保持相同角速度的情况，其实是不可能出现的。因此，天文学家需要对银河系内各个位置的天体运行规律进行观测和统计，才能更加精确地推测出银河系的质量。

这事并不容易，因为天文学家利用的望远镜不仅要足够精准，能够获取准确的数据。而且望远镜的视场要足够大，看到更多的天体，才能获得更丰富的数据。

精确度和视场是相矛盾的两个概念，这就好比去电影院看电影，离屏幕越近就看得越清晰，但太近了没法同时看到整个屏幕。

除非你的眼睛有高科技。

我们的天文学家就有这种带有高科技的“眼睛”，那就是我们的郭守敬望远镜。

郭守敬望远镜全称是大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST），口径达到了4米，视场达到了5°，是全世界望远镜中兼顾大口径和大视场的翘楚。凭借强大的视场，它可以迅速地对整片星空进行巡视，获取海量的数据。

除了LAMOST之外，我国科学家还联合了美国阿帕奇天文台星系演化实验（APOGEE）项目。借助二者的巡天数据，汇总了银河系内超过25万颗亮红巨星的光谱数据。

本论文通讯作者、中国科学院大学副教授黄样的介绍：“这些光谱数据提供了精确的恒星大气参数、运动速度、化学元素丰度等参数信息，为精确测量银河系的旋转曲线提供了良好条件。”

这还不算完，研究人员又从这些数据中选出大约54000颗银河系薄盘恒星，获取了这些恒星的视向速度、自行速度以及分光距离等信息，顺利构建了距离银河系中心1.6万光年至8.1万光年范围内的银河系旋转曲线。

最终他们得出结论，银河系的质量大约是太阳的8050亿倍。

天文学家们研究银河系的质量，不只是为了得到这一个数据那么简单。了解星系的质量，对于我们了解星系的天体分布以及暗物质有重要的参考价值。暗物质是宇宙中最神秘的物质，也是目前天文学中最大的谜团。如果能够破解暗物质之谜，人类对宇宙和物理学有更清晰的认识。

天文学家曾多次估算过银河系的质量，并且因为方法和工具的不同，数据也有不少的变化。在此之前比较受到认可的数据，大约是太阳质量的1.5万亿倍。也就是说，这一次测量的结果中，银河系几乎“瘦”了一半。

可以想象，在未来，随着人类观测的数据越来越多、越来越准确，银河系的质量、直径等数据还将有所变化。我们不必为推翻前人的理论而窃喜，就像马斯克在看到星舰爆炸后鼓掌一样，这些都是人类科学发展的铁证，值得庆贺。

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