大約相當於1.54萬億個太陽,銀河系的“體重”為什麼如此標準?

不識廬山真面目,只緣身在此山中。——宋·蘇軾

大約相當於1.54萬億個太陽,銀河系的“體重”為什麼如此標準?

這是哈勃空間望遠鏡隔了整整10年,給銀河系外圍的球狀星團NGC 5466拍了兩張照片。

從框出來放大的部分可以看出,相對於更遙遠的背景星系,球狀星團裡的恆星發生了明顯位移。

球狀星團是緊密的恆星集團,包含恆星數量可達千萬顆,它們是銀河系中較古老的恆星系統。一個星系的質量越大,它內部的球狀星團在引力作用下運動得越快。

就好比一個大力士揮著手裡的鐵錘轉動,力氣越大,輸出的能量越多,鐵錘轉得就越快。

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這讓天文學家能夠精確測定球狀星團繞銀河系旋轉的速度,從而稱量出銀河系自身的質量——約為太陽質量的1.54萬億倍。 ​

這可以算得上是迄今為止對銀河系質量最精準的測量結果。

不過,這並不容易。因為沒有一個電子秤可以放上銀河系並讀出數值,也不可能把銀河系所有的天體相加得出結果,此外還不得不考慮暗物質。

而且我們身處銀河系中,就好像讓你不能離開生活的城市,也不能利用互聯網等通訊設備,卻要去統計全國人口一樣。其難度可想而知。

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天文學家們不得不另闢蹊徑。

其原理還是我們熟悉的萬有引力定律——任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。

比如把地球的公轉週期1年和日地距離1.5億公里化成國際標準單位後代入即可算出太陽質量——約為地球質量的33萬倍。

與之類似,星系之間同樣受萬有引力定律的支配。

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2017年發表於《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)的一篇論文中使用的方法是:分析數十萬光年以外圍繞銀河的衛星星系,就像觀察圍繞恆星運轉的行星一樣。

不過,這些衛星星系也存在問題,“它們的軌道長達數十億光年”,在短短的幾年時間裡,這些星系看起來幾乎沒有移動,研究人員很難確定它們的軌道速度。

只能寄希望於再長一點的時間,與更精準的觀測數據了。

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感謝哈勃望遠鏡,十年磨一劍,終於讓天文學家有了可利用的數據。

天文學家還不忘補一刀:宇宙中最輕的星系質量僅相當於10億個太陽質量,最重的星系質量達到30萬億個太陽質量。因此銀河系屬於宇宙中比較重的星系,這個質量對於一個明亮的星系來說十分正常。

連銀河系的“體重”都符合標準,你還有什麼理由不努力減肥?


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