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科学家首次使用新数据对银河系的质量进行了最准确的测量

发布时间:2019-03-09 20:01内容来源:www.naplesgroup.net 点击:

从恒星、行星、小行星到黑洞以及看不见的暗物质,我们的银河系中有无数的东西。银河系包含了地球的太阳系,是多达4000亿颗恒星和估计1000亿颗行星的家园。然而所有这些天体的质量总和是多少呢?天文学家一直不能能够达成一致。本周四3月7日天文学家表示,他们首次使用新数据对银河系的质量进行了最准确的测量,其中包括暗物质的质量。

科学家首次使用新数据对银河系的质量进行了最准确的测量

在美国宇航局哈勃太空望远镜和欧洲航天局盖亚观测卫星的密切合作下,科学家团队计算出我们的星系质量大约为1.5万亿太阳质量。2016年天体物理学家Gwendolyn Eadie曾经对银河系的质量进行了重新测算,当时她的结果是银河系大约是7000亿太阳质量。最新发布的精确测算结果,是2016年计算结果的两倍多。

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在这里我们有必要科普一下。1个太阳质量等于太阳的总质量,大约是1.9891*10^30 千克,太阳的质量占整个太阳系的99.8%,这样解释或许仍然不够直观,我们增加地球为参照物,太阳质量是地球质量的33万倍,所以太阳质量我们现在可以想象一下究竟有多大。

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您以为太阳质量很大了? 不! 银河系质量等于于1.5万亿个太阳质量,看到这样的天文数字的时候,是不是有种太阳系在银河系里无足轻重的感觉,而对于人类至关重要的地球在银河系里也只不过是一粒沙尘。 银河系质量在整个宇宙里难道也是很小一部分?

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关于银河系质量的精确数字从何而来呢?其中仅仅只有一小部分,是由于银河系中几千亿颗恒星和以及位于中心位置的400万太阳质量的超大质量黑洞的存在。其余大部分,它们属于暗物质,这种难以捉摸的物质将宇宙维系在一起。

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天文学家仍在努力寻找暗物质的证据,想要确定它们是粒子还是别的什么东西。只是现有科学无法仍然确定暗物质的属性,我们知道它的存在,但它却不能被检测。几十年前科学家通过大量的观测,认为银河系质量估计在5000亿到3万亿太阳质量之间。这种不确定性主要源于测量暗物质的不同方法,暗物质不吸收或反射任何光,在宇宙中占近90%的比例。现在最新的测算仍然处于该范围中。

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哈勃和盖亚对彼此观测的结果进行了完美的相互补充,进而创造了一个完整的星系视图。盖亚卫星自2014年开始执行任务以来,一直在绘制银河系天体的3D地图,并跟踪它们的运动。这些天体包括球状星团,它们是由围绕银河系中心运行的成千上万颗恒星组成的球体。

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盖亚卫星可以看到所有的天空,相比之下哈勃太空望远镜的视野更小,,但是哈勃太空望远镜的优点是可以测量较暗的恒星和遥远的星团。在过去的10年中,盖亚观测到距离地球65,000光年的34个星团,而哈勃观测到距离地球130,000光年的12个星团。

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盖亚和哈勃的观测相得益彰,它们可以一起捕捉到星团的横向运动,这意味着重力加速度。由于巨大的引力作用,大质量星系拥有更快移动的星系团。结合测量数据,天文学家们可以估算出距离地球100万光年的星系的质量。

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另外对星团质量的测算也十分关键,因为它们包含大爆炸后几亿年出生的最古老的恒星。就星系本身而言,相比其他星系,银河系属于较重的一个星系,但考虑到它的亮度,这个事实也是合适的。较轻的星系约有10亿个太阳质量。而最重的达30万亿太阳质量。

很幸运人类能够利用两个高科技航天器进行如此卓越的数据组合。如果没有它们的宇宙扫描,目前还不可能如此精确的计算银河系的质量。该研究结果将会详细发表在即将出版的《天体物理学》杂志上。

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