從恒星、行星、小行星到黑洞以及看不見的暗物質(zhì)，我們的銀河系中有無數(shù)的東西。銀河系包含了地球的太陽系，是多達(dá)4000億顆恒星和估計1000億顆行星的家園。然而所有這些天體的質(zhì)量總和是多少呢？天文學(xué)家一直不能能夠達(dá)成一致。本周四3月7日天文學(xué)家表示，他們首次使用新數(shù)據(jù)對銀河系的質(zhì)量進(jìn)行了最準(zhǔn)確的測量，其中包括暗物質(zhì)的質(zhì)量。

在美國宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和歐洲航天局蓋亞觀測衛(wèi)星的密切合作下，科學(xué)家團(tuán)隊計算出我們的星系質(zhì)量大約為1.5萬億太陽質(zhì)量。2016年天體物理學(xué)家Gwendolyn Eadie曾經(jīng)對銀河系的質(zhì)量進(jìn)行了重新測算，當(dāng)時她的結(jié)果是銀河系大約是7000億太陽質(zhì)量。最新發(fā)布的精確測算結(jié)果，是2016年計算結(jié)果的兩倍多。

在這里我們有必要科普一下。1個太陽質(zhì)量等于太陽的總質(zhì)量，大約是1.9891*10^30 千克，太陽的質(zhì)量占整個太陽系的99.8%，這樣解釋或許仍然不夠直觀，我們增加地球為參照物，太陽質(zhì)量是地球質(zhì)量的33萬倍，所以太陽質(zhì)量我們現(xiàn)在可以想象一下究竟有多大。

您以為太陽質(zhì)量很大了？ 不！ 銀河系質(zhì)量等于于1.5萬億個太陽質(zhì)量，看到這樣的天文數(shù)字的時候，是不是有種太陽系在銀河系里無足輕重的感覺，而對于人類至關(guān)重要的地球在銀河系里也只不過是一粒沙塵。 銀河系質(zhì)量在整個宇宙里難道也是很小一部分？

關(guān)于銀河系質(zhì)量的精確數(shù)字從何而來呢？其中僅僅只有一小部分，是由于銀河系中幾千億顆恒星和以及位于中心位置的400萬太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞的存在。其余大部分，它們屬于暗物質(zhì)，這種難以捉摸的物質(zhì)將宇宙維系在一起。

天文學(xué)家仍在努力尋找暗物質(zhì)的證據(jù)，想要確定它們是粒子還是別的什么東西。只是現(xiàn)有科學(xué)無法仍然確定暗物質(zhì)的屬性，我們知道它的存在，但它卻不能被檢測。幾十年前科學(xué)家通過大量的觀測，認(rèn)為銀河系質(zhì)量估計在5000億到3萬億太陽質(zhì)量之間。這種不確定性主要源于測量暗物質(zhì)的不同方法，暗物質(zhì)不吸收或反射任何光，在宇宙中占近90％的比例。現(xiàn)在最新的測算仍然處于該范圍中。

哈勃和蓋亞對彼此觀測的結(jié)果進(jìn)行了完美的相互補(bǔ)充，進(jìn)而創(chuàng)造了一個完整的星系視圖。蓋亞衛(wèi)星自2014年開始執(zhí)行任務(wù)以來，一直在繪制銀河系天體的3D地圖，并跟蹤它們的運(yùn)動。這些天體包括球狀星團(tuán)，它們是由圍繞銀河系中心運(yùn)行的成千上萬顆恒星組成的球體。

蓋亞衛(wèi)星可以看到所有的天空，相比之下哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的視野更小，但是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點是可以測量較暗的恒星和遙遠(yuǎn)的星團(tuán)。在過去的10年中，蓋亞觀測到距離地球65,000光年的34個星團(tuán)，而哈勃觀測到距離地球130,000光年的12個星團(tuán)。

蓋亞和哈勃的觀測相得益彰，它們可以一起捕捉到星團(tuán)的橫向運(yùn)動，這意味著重力加速度。由于巨大的引力作用，大質(zhì)量星系擁有更快移動的星系團(tuán)。結(jié)合測量數(shù)據(jù)，天文學(xué)家們可以估算出距離地球100萬光年的星系的質(zhì)量。

另外對星團(tuán)質(zhì)量的測算也十分關(guān)鍵，因為它們包含大爆炸后幾億年出生的最古老的恒星。就星系本身而言，相比其他星系，銀河系屬于質(zhì)量較大的一個星系，但考慮到它的亮度，這個事實也是合適的。較輕的星系約有10億個太陽質(zhì)量。而最大的達(dá)30萬億太陽質(zhì)量。

很幸運(yùn)人類能夠利用兩個高科技航天器進(jìn)行如此卓越的數(shù)據(jù)組合。如果沒有它們的宇宙掃描，目前還不可能如此精確的計算銀河系的質(zhì)量。該研究結(jié)果將會詳細(xì)發(fā)表在即將出版的《天體物理學(xué)》雜志上。