
远离城市的灯光,抬起头,您会看到夜空的奇观之一 - 明亮的云彩乐队,构成了银河系星系。我们的银河系宽敞而美丽,但仍然存在许多谜团。
例如,尽管有数十年的尝试,但天文学家尚未确切确定我们的银河体重估计范围从7000亿到2万亿次我们的太阳质量。
称重星系,尤其是在您住在其中的时候,这并非易事。图森的天文学家埃克塔·帕特尔(Ekta Patel)告诉《现场科学》:“这就像试图对美国人口进行普查,但您不能使用互联网,也不能离开居住的城市。”没有人能坚持银河系在宇宙量表上,只是读出结果。 [我们银河系银河系的惊人照片这是给出的
问题的一部分是,大多数星系的质量都是看不见的。暗物质帕特尔说,这是一种没有散发出任何形式的神秘物质,占我们银河系的85%。所以简单计算星星在我们的银河系中,不会让您走得太远。
因此,研究人员通常看一些天体物体的轨道。该方法基于艾萨克·牛顿(Isaac Newton)得出的重力方程300年前,它告诉您,较小的身体旋转较大的速度和距离与较大物体的质量有关。
一种在2017年发表的研究中使用的一种方法天体物理杂志,是看着数十万光年的小卫星星系,就像行星绕星星绕着星球一样。但是这些卫星星系有问题。帕特尔说:“他们的轨道是数十亿年。
在2018年6月发表的一项研究中天体物理杂志,帕特尔(Patel)和她的同事尝试了一种新方法来权衡银河系。他们查看了虚拟宇宙的超级计算机模拟,这些模拟可以重现我们的宇宙的许多方面,并试图找到轨道大型星系的示例。
然后将大约90,000个模拟的卫星星系与有关银河系的九个真实星系进行了比较。该团队选择了那些轨道属性最与真正的卫星星系匹配的轨道属性,并查看了他们四处走动的模拟星系。
这使他们对我们银河的真实质量进行了很好的估计,这是9600亿倍mass。帕特尔说,尽管仍然有更高的精确度的空间,但她的结果在大多数以前的结果中都很好。这可能来自欧洲航天局最近提供的Gaia卫星非常好的测量30个微弱的矮星系的轨道特性绕着银河系。帕特尔说,使用这些数据以及宇宙学模拟来微调重量测量是“在我的待办事项清单上”。
最近,NASA'哈勃太空望远镜欧洲航天局的盖亚卫星结合了他们对球形恒星簇的观察,或绕银河系心脏绕的星星岛的观察结果,发现银河系的重量约为1.5万亿个太阳能。这个数字可能是最准确的数字之一,很快将在即将到来的《天体物理学》杂志上发表。
帕特尔说,知道银河系的质量将为天文学家提供许多事情。首先,天文学家将能够更好地计算卫星星系的轨道,因为这些取决于银河系的质量。较重的星系也有更多的卫星在绕着它们绕,到目前为止,望远镜发现了大约50个星系绕着银河系。由于我们不知道银河系的重量,因此科学家不确定他们应该期望找到多少卫星星系。最后,银河系的真正体重将有助于研究人员知道其质量的比例是暗物质与常规物质。
帕特尔希望未来的研究和更好的数据最终将固定这个难以捉摸的未知数。
她说:“我认为在接下来的10或20年中,我们将得到一个更好的答案。”
编者注:这个故事最初于2018年9月4日发表。该故事于2019年3月7日下午1:30更新,以包括对银河系质量的额外估计,这是从NASA Hubble的Hubble Space TeleScope和欧洲航天局的Gaia卫星收集的观察结果中提出的。
最初出版现场科学。