星空浩如烟海，而看似无尽的银河系，究竟有多大？

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远离城市的灯火，抬起头，你会看到夜空最美妙的景象——银河系组成的明亮星云带。我们的银河系家园广阔而美丽，但仍有许多奥秘等待我们探寻。

图解：在帕瑞纳天文台的夜空中观赏到的，银河系的核心，（激光为望远镜创造出一颗导引星）

例如，尽管经历了数十次的尝试，天文学家仍无法确定我们的宇宙到底有多重，只是据估计会是七千万到两万亿太阳质量之间的任何一个数字。

称量一个星系的质量，尤其是你正在居住的星系，着实不是一件轻松的事。“这就像是在那你不能使用电脑且不能离开你居住的城市的情况下统计美国的人口。”来自图森亚利桑那大学的伊克塔﹒帕特尔这样告诉美国生命科学网的记者。没有人能在宇宙比例下测量宇宙的质量并仅仅读出数据。

图解：斯皮策空间望远镜拍摄的银河系中心图象

问题的一部分是大多数银河系物质是不可见的。暗物质，一种不反射任何色光的神秘物质，构成了85％的银河系，帕特尔说。所以单单数星体的数目不足以支持你走得更远。

图解：在内华达州不受光污染的黑岩沙漠看见的在人马座方向上的银河（包括银河中心）。在右下方是天蝎座，位于心宿二上方的亮星是木星。

因此，观测者们通常观测星体运行的轨道，帕特尔说。这种方法基于300多年前艾萨克牛顿的万有引力定律，它告诉我们小物体围绕大物体旋转的速度和半径取决于大物体的质量。

图解：银河系的大弧拱高度倾斜著横跨夜空（在智利的帕瑞纳天文台使用鱼眼拍摄的马赛克。明亮的木星位于人马座，银河的北朝下。）

天体物理学杂志刊登过的一篇2017年的调查研究中使用的方法是观测几十万光年外的，如行星围绕恒星旋转般围绕银河系旋转的彗星。但这些彗星身上存在一个问题。“它们旋转一周需要几十亿年。”帕特尔说，这意味着在短短几年时间过去之后，它们仅仅会微微挪动，使得观测者无法判断出它们的环绕速度。

图解：星系UGC 12158的照片。这是被认为是在外观上最类似于银河系的星系。

大约90,000个模拟卫星在之后与九个真实围绕银河系旋转的星系数据进行了对比。团队选择了轨道最接近真实卫星星系轨道的卫星并由此观察它们环绕的大型模拟星系。

这给他们估算星系真实质量带来了好处，真实质量被锁定在9600亿太阳质量左右。帕特尔说她的数据结果在以往的测之中处于良好水平，虽然依然有向更好上升的空间。这可能源于欧洲航天局的盖亚卫星，它提供了围绕银河系旋转的30个微小星系的绝佳旋转数据。“配合宇宙学模拟的五组质量使用这些数据已经在我的计划之中了。”帕特尔这样说到。

图解：银河系剖面的示意图。

美国国家航天局（NASA）的哈勃望远镜和欧洲航天局的盖亚卫星对整体行星群或围绕星系中心旋转的小部分行星进行了联合观测，并发现银河系的质量粗略估计在一万五千亿太阳质量。这一可能是最为精确的数字会在出版的天体物理学杂志上发表。

得知星系的质量将会给天文学家带来许多帮助，帕特尔说。其一，天文学家将可以更好地计算卫星星系的轨道，因为这基于银河系的质量。更重的星系会拥有更多环绕它的卫星，而当前，望远镜已发现约50个环绕银河系的星系。因为我们不知道银河系到底有多重，因此科学家无法确定他们应该能发现多少卫星星系。最终，银河系的确切质量经帮助观测者们得知暗物质相对一般物质的比例。

图解：欧洲南方天文台拍摄的360度全景的银河系图（由照片马赛克合成）。银河系的中心在视野的中心，银河的北方朝上。

帕特尔希望未来的研究和更多数据能最终解决这个难以捉摸的难题。

“我相信在之后的10年或20年中，我们能得到更好的答案。”她说。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. livescience- Adam Mann-洛宸

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看的我一头雾水，不敢想象