作者bulls0722 (asdf)
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標題[新聞]銀河系質量有多大?天文學家得出精確值
時間Sat Mar 9 21:35:44 2019
https://technews.tw/2019/03/08/galaxy-hubble-space-telescope-milky-way-weighs-star-cluster/
銀河系質量有多大?天文學家終於得出精確值
利用 NASA 的哈伯太空望遠鏡與 ESA 的蓋亞衛星,天文學家終於得以精準幫銀河系秤重
,確定銀河系總質量約 1.5 兆倍太陽質量。
幾十年來,天文學家都想測出銀河系的總質量,然而先前的估計範圍從 5 千億至 3 兆倍
太陽質量不等,落差之所以如此大,是因為就算銀河系包含 2,000 億顆恆星,中央還有
一個 400 萬太陽質量的超大質量黑洞「人馬座 A*」(Sagittarius A*)坐鎮,事實上也
只為銀河系總質量貢獻了 10%,另外 90% 質量都由神祕暗物質構成。
這就是過去天文學家對銀河系質量的極大不確定性,我們不能準確衡量看不見的東西,又
缺乏可以拍下銀河系全景的儀器,導致我們對其他星系的理解程度可能比銀河系還要高。
鑑於暗物質難以捉摸的性質,天文學家因此必須用另一種聰明方法來衡量銀河系。劍橋大
學天文學研究所教授 N. Wyn Evans 團隊想到了測量球狀星團的速度。
球狀星團顧名思義,外觀呈球形,大多位於星系暈,在星系外部區域繞著星系核心運行,
銀河系內迄今約發現 150~158 個球狀星團。
N. Wyn Evans 表示,一個星系的質量越大,引力便越強,而星團在重力作用下的移動速
度也會越快。先前天文學家已經測出星團的徑向速度,然而我們還可以進一步測量星團的
側向運動,算出總速度後,就能計算出星系質量。
這就是歐洲太空總署(ESA)蓋亞衛星(Gaia)能辦到的事情。蓋亞衛星設計目的是精確
建立整個銀河系所有天體的三維地圖,並追蹤這些天體的運動;哈伯太空望遠鏡則與蓋亞
衛星互補,雖然哈伯望遠鏡的觀測視野比較狹窄,但解析度更高,可以看到更遠的天體。
團隊結合蓋亞衛星數據 34 個星團、哈伯望遠鏡數據 12 個星團的資訊,其中蓋亞觀測的
星團最遠距離 65,000 光年,哈伯望遠鏡觀測的星團最遠距離 130,000 光年,有幾個甚
至已經追蹤將近 10 年,研究人員總算可以確定銀河系總質量為 1.5 兆太陽質量。
如果我們始終不能回答銀河系的精確質量,便無法回答宇宙學更深入的問題,一個星系的
暗物質含量與分布區域,和宇宙結構有千絲萬縷的關係,現在天文學家可以進一步探討星
系的演化史了。
這篇研究論文可在 NASA 開發的天體物理數據系統(Astrophysics Data System,ADS)
線上資料庫查看。
https://ui.adsabs.harvard.edu/#abs/2018arXiv180411348W
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