作者bulls0722 (asdf)
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标题[新闻]银河系质量有多大?天文学家得出精确值
时间Sat Mar 9 21:35:44 2019
https://technews.tw/2019/03/08/galaxy-hubble-space-telescope-milky-way-weighs-star-cluster/
银河系质量有多大?天文学家终於得出精确值
利用 NASA 的哈伯太空望远镜与 ESA 的盖亚卫星,天文学家终於得以精准帮银河系秤重
,确定银河系总质量约 1.5 兆倍太阳质量。
几十年来,天文学家都想测出银河系的总质量,然而先前的估计范围从 5 千亿至 3 兆倍
太阳质量不等,落差之所以如此大,是因为就算银河系包含 2,000 亿颗恒星,中央还有
一个 400 万太阳质量的超大质量黑洞「人马座 A*」(Sagittarius A*)坐镇,事实上也
只为银河系总质量贡献了 10%,另外 90% 质量都由神秘暗物质构成。
这就是过去天文学家对银河系质量的极大不确定性,我们不能准确衡量看不见的东西,又
缺乏可以拍下银河系全景的仪器,导致我们对其他星系的理解程度可能比银河系还要高。
监於暗物质难以捉摸的性质,天文学家因此必须用另一种聪明方法来衡量银河系。剑桥大
学天文学研究所教授 N. Wyn Evans 团队想到了测量球状星团的速度。
球状星团顾名思义,外观呈球形,大多位於星系晕,在星系外部区域绕着星系核心运行,
银河系内迄今约发现 150~158 个球状星团。
N. Wyn Evans 表示,一个星系的质量越大,引力便越强,而星团在重力作用下的移动速
度也会越快。先前天文学家已经测出星团的径向速度,然而我们还可以进一步测量星团的
侧向运动,算出总速度後,就能计算出星系质量。
这就是欧洲太空总署(ESA)盖亚卫星(Gaia)能办到的事情。盖亚卫星设计目的是精确
建立整个银河系所有天体的三维地图,并追踪这些天体的运动;哈伯太空望远镜则与盖亚
卫星互补,虽然哈伯望远镜的观测视野比较狭窄,但解析度更高,可以看到更远的天体。
团队结合盖亚卫星数据 34 个星团、哈伯望远镜数据 12 个星团的资讯,其中盖亚观测的
星团最远距离 65,000 光年,哈伯望远镜观测的星团最远距离 130,000 光年,有几个甚
至已经追踪将近 10 年,研究人员总算可以确定银河系总质量为 1.5 兆太阳质量。
如果我们始终不能回答银河系的精确质量,便无法回答宇宙学更深入的问题,一个星系的
暗物质含量与分布区域,和宇宙结构有千丝万缕的关系,现在天文学家可以进一步探讨星
系的演化史了。
这篇研究论文可在 NASA 开发的天体物理数据系统(Astrophysics Data System,ADS)
线上资料库查看。
https://ui.adsabs.harvard.edu/#abs/2018arXiv180411348W
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