銀河系的“體重”是太陽(yáng)的8050億倍！中國(guó)天文學(xué)家取得最新的科學(xué)進(jìn)展,，再一次更新了人類對(duì)銀河系的認(rèn)知,，也證明了中國(guó)在天文領(lǐng)域的發(fā)展。

在附近約1000萬(wàn)光年的宇宙空間內(nèi),，分布著差不多50個(gè)大大小小的星系,，這個(gè)結(jié)構(gòu)叫本星系團(tuán)。我們的銀河系,，擁有1000億~4000億顆恒星,，是本星系團(tuán)中第二大的星系，僅次于仙女座大星系,。

關(guān)于銀河系的“體重”——或者用專業(yè)的名詞說(shuō)——銀河系的質(zhì)量,，一直是天文學(xué)家最好奇的問題。多年以來(lái),，他們利用不同的方法,，也給出了不同的數(shù)據(jù)。最近,，國(guó)際科學(xué)期刊《天體物理學(xué)報(bào)》上發(fā)表了最新成果,，我國(guó)天文學(xué)家在觀測(cè)、分析后認(rèn)為，銀河系的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的8050億倍,。

這個(gè)數(shù)字聽起來(lái)確實(shí)非常巨大,，也讓人產(chǎn)生了好奇：天文學(xué)家到底該怎么給銀河系“稱體重”呢？

其實(shí)吧,，這個(gè)原理說(shuō)難也難,，說(shuō)簡(jiǎn)單也簡(jiǎn)單。

說(shuō)它難,，是因?yàn)槲覀儾豢赡芟窠o人類稱體重一樣,，把銀河系放在體重秤上進(jìn)行測(cè)量。而且我們也不可能把銀河系的所有天體有一一稱重,，然后加在一起,，因?yàn)殂y河系內(nèi)僅僅恒星就有數(shù)千億顆，另外還有無(wú)數(shù)的行星,、黑洞,、星際氣體、塵埃乃至人類無(wú)法觀測(cè)的暗物質(zhì),，所以這種方法也行不通,。

說(shuō)它簡(jiǎn)單，是因?yàn)闅w根結(jié)底,，測(cè)量銀河系質(zhì)量的原理,，和給人稱體重的原理是一樣的。你想想,，我們?cè)趺唇o人類稱體重,？其實(shí)就是一個(gè)人站在體重秤上，利用人的重量把它壓下去,，然后進(jìn)行讀數(shù),。人為什么能把秤壓下去？是因?yàn)榈厍驅(qū)θ梭w有引力,。

說(shuō)白了，體重秤測(cè)量的是人和地球之間引力的大小,，然后進(jìn)行換算,，最終呈現(xiàn)出體重的讀數(shù)。正因如此,，即便你把體重秤上下顛倒,，測(cè)量的結(jié)果也不會(huì)變成地球的“體重”。

對(duì)于銀河系,，也是相同的道理,。我們也是要通過(guò)銀河系的質(zhì)量對(duì)其他天體或天文現(xiàn)象造成的引力影響，推導(dǎo)出銀河系的質(zhì)量來(lái)。天文學(xué)家在計(jì)算其他天體的質(zhì)量時(shí),，也都是利用天體之間的相互作用進(jìn)行推測(cè)的,。換句話說(shuō)，就是要觀測(cè)銀河系內(nèi)天體的運(yùn)行狀況,，然后推測(cè)它們受到了多少引力的影響,，知道了引力，也就相當(dāng)于知道了質(zhì)量,。

說(shuō)得專業(yè)點(diǎn),，天文學(xué)家要測(cè)量銀河系的旋轉(zhuǎn)曲線。

什么意思呢,？我們知道,，銀河系屬于漩渦星系，也就是有一個(gè)星系核,，然后從星系核延伸出幾條旋臂,。這些結(jié)構(gòu)組成了一個(gè)完整的星系，繞著銀河系的中心進(jìn)行公轉(zhuǎn),，這其中也包括我們的太陽(yáng)系,。

別看銀河系看起來(lái)是一個(gè)整體，但其實(shí)各部分之間是比較松散的,。以上面這張?zhí)?yáng)系運(yùn)行圖為例,，假設(shè)八大行星以相同的方向開始公轉(zhuǎn)，由于不同位置上的行星公轉(zhuǎn)速度不同,，只要一開始公轉(zhuǎn),，馬上就不再成一條直線了。

銀河系內(nèi)天體的運(yùn)行更加復(fù)雜,，受到的影響更多,。像下圖這樣各個(gè)部位保持相同角速度的情況，其實(shí)是不可能出現(xiàn)的,。因此,，天文學(xué)家需要對(duì)銀河系內(nèi)各個(gè)位置的天體運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，才能更加精確地推測(cè)出銀河系的質(zhì)量,。

這事并不容易,，因?yàn)樘煳膶W(xué)家利用的望遠(yuǎn)鏡不僅要足夠精準(zhǔn)，能夠獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),。而且望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)要足夠大,，看到更多的天體，才能獲得更豐富的數(shù)據(jù),。

精確度和視場(chǎng)是相矛盾的兩個(gè)概念,，這就好比去電影院看電影，離屏幕越近就看得越清晰，但太近了沒法同時(shí)看到整個(gè)屏幕,。

除非你的眼睛有高科技,。

我們的天文學(xué)家就有這種帶有高科技的“眼睛”，那就是我們的郭守敬望遠(yuǎn)鏡,。

郭守敬望遠(yuǎn)鏡全稱是大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）,，口徑達(dá)到了4米，視場(chǎng)達(dá)到了5°,，是全世界望遠(yuǎn)鏡中兼顧大口徑和大視場(chǎng)的翹楚,。憑借強(qiáng)大的視場(chǎng)，它可以迅速地對(duì)整片星空進(jìn)行巡視,，獲取海量的數(shù)據(jù),。

除了LAMOST之外，我國(guó)科學(xué)家還聯(lián)合了美國(guó)阿帕奇天文臺(tái)星系演化實(shí)驗(yàn)（APOGEE）項(xiàng)目,。借助二者的巡天數(shù)據(jù),，匯總了銀河系內(nèi)超過(guò)25萬(wàn)顆亮紅巨星的光譜數(shù)據(jù)。

本論文通訊作者,、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)副教授黃樣的介紹：“這些光譜數(shù)據(jù)提供了精確的恒星大氣參數(shù),、運(yùn)動(dòng)速度、化學(xué)元素豐度等參數(shù)信息,，為精確測(cè)量銀河系的旋轉(zhuǎn)曲線提供了良好條件,。”

這還不算完,，研究人員又從這些數(shù)據(jù)中選出大約54000顆銀河系薄盤恒星,，獲取了這些恒星的視向速度、自行速度以及分光距離等信息,，順利構(gòu)建了距離銀河系中心1.6萬(wàn)光年至8.1萬(wàn)光年范圍內(nèi)的銀河系旋轉(zhuǎn)曲線,。

最終他們得出結(jié)論，銀河系的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的8050億倍,。

天文學(xué)家們研究銀河系的質(zhì)量,，不只是為了得到這一個(gè)數(shù)據(jù)那么簡(jiǎn)單。了解星系的質(zhì)量,，對(duì)于我們了解星系的天體分布以及暗物質(zhì)有重要的參考價(jià)值,。暗物質(zhì)是宇宙中最神秘的物質(zhì)，也是目前天文學(xué)中最大的謎團(tuán),。如果能夠破解暗物質(zhì)之謎,，人類對(duì)宇宙和物理學(xué)有更清晰的認(rèn)識(shí),。

天文學(xué)家曾多次估算過(guò)銀河系的質(zhì)量,，并且因?yàn)榉椒ê凸ぞ叩牟煌瑪?shù)據(jù)也有不少的變化。在此之前比較受到認(rèn)可的數(shù)據(jù),，大約是太陽(yáng)質(zhì)量的1.5萬(wàn)億倍,。也就是說(shuō)，這一次測(cè)量的結(jié)果中,，銀河系幾乎“瘦”了一半,。

可以想象，在未來(lái),，隨著人類觀測(cè)的數(shù)據(jù)越來(lái)越多,、越來(lái)越準(zhǔn)確，銀河系的質(zhì)量,、直徑等數(shù)據(jù)還將有所變化,。我們不必為推翻前人的理論而竊喜，就像馬斯克在看到星艦爆炸后鼓掌一樣,，這些都是人類科學(xué)發(fā)展的鐵證,，值得慶賀。