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恒星敏感器:银河系有多重?哈勃和盖亚告诉你答

时间:2019-04-24 08:34来源:大国工匠
]根据最新的测量结果,银河系的质量约为1.5万亿太阳质量(1太阳质量就是我们的太阳的质量)。其中只有一小部分质量来自于银河系中大约2000亿颗恒星和银河系中间一个相当于400万太阳

  ]根据最新的测量结果,银河系的质量约为1.5万亿太阳质量(1太阳质量就是我们的太阳的质量)。其中只有一小部分质量来自于银河系中大约2000亿颗恒星和银河系中间一个相当于400万太阳质量的超大质量黑洞。

  腾讯科技讯 据外媒报道,我们无法把整个银河系放到一个天平上去称量。但是,天文学家已经能够利用美国宇航局的哈勃太空望远镜和欧洲航天局的盖亚卫星对我们银河系的质量进行迄今为止最精确的测量。

  根据最新的测量结果,银河系的质量约为1.5万亿太阳质量(1太阳质量就是我们的太阳的质量)。其中只有一小部分质量来自于银河系中大约2000亿颗恒星和银河系中间一个相当于400万太阳质量的超大质量黑洞。银河系的大部分质量存在于暗物质中。暗物质是一种看不见的神秘物质,它在整个宇宙中起着框架的作用,让所有恒星在其星系中运行。

  几十年前的早期研究就使用了多种观测技术,并估算出我们银河系的质量在5000亿到3万亿太阳质量之间。改进后的观测技术的估算量值接近这一范围的中间。

  位于马里兰州巴尔的摩的市的太空望远镜科学研究所(STScI)的罗兰德-范-德-马雷尔(Roeland van der Marel)说:“我们想更准确地了解银河系的质量,这样我们就能把它应用到宇宙学的研究中,把它与宇宙中的模拟星系进行比较。不知道银河系的确切质量会影响人们对许多宇宙学问题的研究。”

  与宇宙中的其他星系相比,新的估算质量让我们的银河系站到了壮汉的一边。最轻的星系大约为10亿太阳质量,而最重的星系有30万亿个太阳质量,是最轻星系质量的3万倍。对于像银河系这样亮度的星系来说,它的1.5万亿太阳质量是非常正常的。

  天文学家利用哈勃和盖亚测量了球状星团的立体运动这些星团就像孤立的球形岛屿,每个星团都包含有数十万颗围绕着我们银河系中心运行的恒星。

  虽然我们看不到它,但暗物质是宇宙中占主导地位的物质形式。我们可以通过其对球状星团等可见天体的影响来衡量暗物质。一个星系的质量越大,它的球状星团在引力作用下移动的速度就越快。以前的大多数测量都是从地球看球状星团的视角来进行的,所以天文学家知道球状星团靠近或远离地球的速度。然而,哈勃和盖亚却记录了球状星团的横向运动,由此可以计算出更可靠的速度。

  哈勃和盖亚的观测结果是互补的。盖亚专门用来绘制整个银河系中各种天体的精确3D地图,并跟踪它们的运动。它进行了严格的全天空测量,包括测量了许多球状星团。哈勃望远镜的视野较小,但它可以测量更暗的恒星,因此可以观察到更远的星团。

  这项新的研究将盖亚对34个球状星团的测量范围扩大到了6.5万光年,而哈勃望远镜对12个星团的测量范围扩大到了13万光年。

  综合利用盖亚和哈勃的测量结果,天文学家就可以推测银河系的质量大致分布在距离地球近100万光年的范围内。

  “我们从宇宙学模拟实验中知道了星系中的质量分布应该是什么样子的,因此我们可以据此衡量我们推测的银河系质量分布情况是否准确。”位于德国加奇的欧洲南方天文台的劳拉-沃特金斯(Laura Watkins)说。她是哈勃和盖亚联合研究报告的主要作者,该研究报告将发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。研究人员根据盖亚和哈勃对球状星团运动的精确测量结果进行计算,从而能够确定整个银河系的质量。

  球状星团是银河系最早的稳定星群,包含已知的最古老的恒星。这些古老的恒星可以追溯到大爆炸后的几亿年。在银河系的巨大螺旋形圆盘形成之前,这些古老的恒星就已形成。我们的太阳和太阳系就在银河系的螺旋形圆盘中。

  STScI的托尼-索恩(Tony Sohn)说:“由于距离很远,球状星团是天文学家跟踪测量银河系周围、远在螺旋形圆盘之外的暗物质质量的最好研究对象。”

  参与这项研究的国际天文学家包括劳拉-沃特金斯(来自位于德国加奇的欧洲南方天文台)、罗兰德-范-德-马雷尔(来自位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所)、托尼-索恩(来自位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所)和温-埃文斯 (N. Wyn Evans) (来自英国剑桥大学)。

  哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局之间的一个国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理着这架望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所负责用哈勃望远镜进行科学研究工作。空间望远镜科学研究所由美国航天局委托位于华盛顿特区的天文学研究大学协会来负责运营。(腾讯科技编译/乐学)

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