科学家为银河系精准“称重”:相当于1.5万亿个太阳

2019/03/12 dogstar 0 幻灯模式

银河系的计算机模型,周围的亮点是用于测量其质量的球状星团位置

银河系的计算机模型,周围的亮点是用于测量其质量的球状星团位置

银河系的质量是天文学家对银河系所做的最基础测量之一,但经过几十年的努力,即使是最好的测算数据,也没有获得广泛的认可。现在,通过结合盖亚卫星以及哈勃太空望远镜的观测结果,天文学家认为,从银河系中心起12.9万光年的半径范围内,银河系的质量大约相当于1.5万亿个太阳。 

难以捉摸的暗物质

据估计,银河系大约有2000亿颗恒星,但这仅是组成银河系的冰山一角,其中还有大量的未知物质,它们被为称暗物质。天文学家之所以认为暗物质存在,是因为如果没有它们的引力,银河系可能逐渐分崩离析。 

由于测量暗物质分布的方法不同,而暗物质占到银河系质量的90%左右,所以此前的银河系质量数据存在巨大的不确定性。科学家曾估计银河系的质量应该在5000亿~3万亿太阳质量范围内。 

欧洲南方天文台的天文学家Laura Watkins博士解释说:“看不到的东西我们无法准确测量。由于暗物质还无法被直接探测,这就导致了银河系质量的不确定性。”

另辟蹊径测质量 

考虑到暗物质难以捉摸,要准确测量银河系的质量,研究人员不得不另辟蹊径。于是,他们想到了球状星团。这类天体由成千上万甚至数十万颗恒星组成,外貌呈球形,并且在非常远的距离上围绕着银河系旋转。通过测量球状星团的速度,就能知道银河系的质量。 

欧洲航天局的盖亚卫星

欧洲航天局的盖亚卫星

研究团队将盖亚卫星发布的第二批数据作为研究基础。欧洲航天局的盖亚卫星主要任务是以前所未有的精度绘制银河系内天体的三维地图,测量它们的位置,距离和运动。在其发布的第二批数据中就包括6.5万光年外球状星团的探测数据。 

太空望远镜科学研究所天文学家Tony Sohn博士说:“球状星团距离遥远,被天文学家认为是测量银河系质量的最佳示踪剂。” 

而哈勃太空望远镜的观测结果,则使得科学家还能够研究远在13万光年外的黯淡球状星团。对于其中一些星团,哈勃太空望远镜已经观测了十年之久,因此它们的速度可以被准确的获得。 

球状星团NGC 4147

球状星团NGC 4147

46个球状团来帮忙 

通过将盖亚获得的34个球状星团数据、以及哈勃太空望远镜对12个遥远星团的数据相结合,研究人员确定了银河系的质量。相关研究成果将刊登在学术期刊《天体物理学》杂志上。 

太空望远镜科学研究所Roeland P. van der Marel博士说:“我们非常幸运,能有这样的数据组合。没有这两台太空望远镜,无法获悉银河系的质量到底有多大。“ 

目前,无法掌握银河系的精确质量,已经成为解答许多宇宙学疑问的一个难题。一个星系中的暗物质含量及其分布,与宇宙的形成和演化有着紧密联系。准确的确定银河系质量,将有助天文学家更清楚的了解银河系在宇宙背景中的位置。 (dogstar)