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银河系有多大?

银河
图片:©Shutterstock)

远离城市的灯光,抬头仰望,您会看到夜空的奇观之一-明亮的阴天带状恒星组成了 银河系。我们银河系的家广阔而美丽,但是关于它的许多奥秘仍然存在。

例如,尽管进行了数十年的尝试,但天文学家尚未确切确定我们银河系的重量, 估计介于7000亿到2万亿次之间 太阳的质量。

权衡星系,尤其是当您生活在其中时,并非易事。图森市亚利桑那大学的天文学家埃克塔·帕特尔(Ekta Patel)告诉Live Science:“这就像试图对美国人口进行普查一样,但您不能使用互联网,也不能离开自己居住的城市。”没有人可以坚持 银河 在宇宙尺度上,然后读出结果。 [银河系的惊人照片]

问题的部分原因是,星系的大部分质量都是不可见的。 暗物质帕特尔说,这种神秘的物质不会发出任何形式的光,约占我们银河系的85%。这么简单 数星星 在我们的银河系不会使您走得很远。

因此,研究人员通常会观察一些天体的轨道,帕特尔说。该方法基于 艾萨克·牛顿导出的重力方程 300多年前,它告诉您较小的物体绕较大的物体旋转的速度和距离与较大物体的质量有关。

一种方法,用在2017年发表的一项研究中 天体物理学杂志,是要研究数十万光年以外的小卫星星系,它们围绕银河系运转,就像行星围绕一颗恒星运行一样。但是这些卫星星系存在问题。帕特尔说:“它们的轨道长达数十亿年,这意味着在短短几年之后,它们几乎不会发芽,研究人员无法轻易确定它们的轨道速度。 

在6月发表的研究中 天体物理学杂志,帕特尔(Patel)和她的同事们尝试了一种新方法来称重银河系。他们研究了虚拟宇宙的超级计算机模拟,该模拟可以重现我们宇宙的许多方面,并试图寻找绕大行星运行的小型星系的实例。

然后,将大约90,000个这些模拟卫星星系与绕银河系绕行的9个真实星系的数据进行了比较。研究小组选择了轨道特性最接近真实卫星星系的行星,并观察了他们所经过的模拟星系的质量。

这使他们对我们银河系的真实质量有了一个很好的估计,其实际质量为9600亿倍。 太阳的质量。帕特尔(Patel)说,尽管仍有更高的精度 - 天文空间站,但她的成绩在大多数以前都不错。这可能来自欧洲航天局的盖亚卫星,该卫星最近提供了 极好的测量 绕银河系绕行的30个微弱矮星系的轨道特性的变化。帕特尔说,将这些数据与宇宙学模拟一起使用来微调重量测量值是“我的任务清单”。

帕特尔说,知道星系的质量将帮助天文学家做很多事情。首先,天文学家将能够更好地计算卫星星系的轨道,因为它们取决于银河系的质量。较重的星系也有更多的卫星绕轨道运行,到目前为止,望远镜已经发现银河系周围约有50个星系。由于我们不知道星系到底有多重,因此科学家不确定究竟应该找到多少个卫星星系。最后,银河系的真实重量将帮助研究人员了解暗物质与常规物质的重量比例。

帕特尔(Patel)希望未来的研究和更好的数据最终将阻止这个难以捉摸的未知数。

她说:“我认为在未来10或20年中,我们将得到一个更好的答案。”

最初发表于 生命科学.

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