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艺术家对银河系的描绘。资料来源：安德鲁·科尔文

你如何称量一个星系？这是一个天文数字的挑战，特别是如果它是你称之为家的星系。事实证明，有几种方法可以掌握银河系的质量，最近发布在arXiv预印本服务器上的一项研究总结了这些方法，以呈现最佳价值。

一种方法是观察银河系中恒星的运动。大多数银河系恒星沿着银河系中心大致的圆形路径。就像行星绕太阳公转一样，恒星也绕银河系运行。由于引力是将恒星保持在轨道上的力，因此您可以使用恒星的速度和与中心的距离来确定其轨道内的质量。并非所有恒星都有圆形轨道，但它们平均而言。因此，您可以绘制已知恒星的速度与与中心的距离，并获得所谓的旋转曲线。在银河系和其他星系中对这条曲线的测量是第一个证据，证明星系的质量比可见恒星所能解释的要大得多，从而导致了暗物质的概念。

旋转曲线法的问题之一是我们只能测量一定距离的恒星。我们现在知道，我们银河系的大部分质量并不集中在中心，而是向外延伸到银河系晕中。我们可以从旋转曲线估计晕的质量，但我们也可以看看球状星团的运动。

球状星团是明亮密集的星团。由于球状星团内的恒星受到引力束缚，这些星团像单个物体一样在星系中移动。它们存在于银河系周围的球体中，因此测量它们的运动有助于我们测量银河系晕的质量。

聚集银河系的各种方法。资料来源：鲍比列夫和巴伊科娃

为了测量银河晕的外部区域，我们可以看看麦哲伦星云等卫星星系的运动。在银河系约140万光年范围内大约有60个小星系。并非所有这些都在我们银河系周围的轨道上，但其中许多都在。由于它们位于我们的银河系光晕之外，它们的轨道运动是由我们银河系的所有质量决定的。这种方法的唯一缺点是只有几十个轨道星系，结果不是特别准确。

所有这些方法都从轨道运动计算银河系的质量。有几种方法不依赖于轨道运动。其中之一是观察矮星系的潮汐羽流。在我们银河系的历史上，有一些球状星团和矮星系偏离了银河系的中心区域，并被潮汐力撕裂。这些星系的残余物形成了恒星流，例如人马座流。通过计算这些流的运动，我们可以估计银河系的质量。

另一种方法是观察离开我们银河系的恒星。偶尔，一颗恒星会与另一颗恒星发生差点错过，并获得足够的速度来逃离我们的银河系。由于逃逸速度取决于银河系的质量，因此逃逸恒星的统计测量给出了星系的质量。

最后，我们可以看看本星系群。这包括仙女座星系及其卫星星系。我们的本星系团与更遥远的星系团有引力隔离，因此观察本星系团的平衡状态可以让我们掌握它的整体质量和银河系的质量。

这些方法中的每一种都有自己的优点和准确性水平。他们都不是最终决定权。在这项最新的工作中，该团队对各种方法进行了统计平均，并得出了我们可能称之为银河系质量的最佳值。他们确定的值是一万亿太阳质量，给予或接受几千亿太阳质量。

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原标题：《『银河系到底有多大？》

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