遠離城市的燈火，擡起頭，你會看到夜空最美妙的景象——銀河系組成的明亮星雲帶。我們的銀河系家園廣闊而美麗，但仍有許多奧秘等待我們探尋。

圖解：在帕瑞納天文台的夜空中觀賞到的，銀河系的核心，（激光為望遠鏡創造出一顆導引星）

例如，盡管經曆了數十次的嘗試，天文學家仍無法确定我們的宇宙到底有多重，隻是據估計會是七千萬到兩萬億太陽質量之間的任何一個數字。

稱量一個星系的質量，尤其是你正在居住的星系，着實不是一件輕松的事。“這就像是在那你不能使用電腦且不能離開你居住的城市的情況下統計美國的人口。”來自圖森亞利桑那大學的伊克塔﹒帕特爾這樣告訴美國生命科學網的記者。沒有人能在宇宙比例下測量宇宙的質量并僅僅讀出數據。

圖解：斯皮策空間望遠鏡拍攝的銀河系中心圖象

問題的一部分是大多數銀河系物質是不可見的。暗物質，一種不反射任何色光的神秘物質，構成了85％的銀河系，帕特爾說。所以單單數星體的數目不足以支持你走得更遠。

圖解：在内華達州不受光污染的黑岩沙漠看見的在人馬座方向上的銀河（包括銀河中心）。在右下方是天蠍座，位于心宿二上方的亮星是木星。

因此，觀測者們通常觀測星體運行的軌道，帕特爾說。這種方法基于300多年前艾薩克牛頓的萬有引力定律，它告訴我們小物體圍繞大物體旋轉的速度和半徑取決于大物體的質量。

圖解：銀河系的大弧拱高度傾斜著橫跨夜空（在智利的帕瑞納天文台使用魚眼拍攝的馬賽克。明亮的木星位于人馬座，銀河的北朝下。）

天體物理學雜志刊登過的一篇2017年的調查研究中使用的方法是觀測幾十萬光年外的，如行星圍繞恒星旋轉般圍繞銀河系旋轉的彗星。但這些彗星身上存在一個問題。“它們旋轉一周需要幾十億年。”帕特爾說，這意味着在短短幾年時間過去之後，它們僅僅會微微挪動，使得觀測者無法判斷出它們的環繞速度。

圖解：星系UGC 12158的照片。這是被認為是在外觀上最類似于銀河系的星系。

大約90,000個模拟衛星在之後與九個真實圍繞銀河系旋轉的星系數據進行了對比。團隊選擇了軌道最接近真實衛星星系軌道的衛星并由此觀察它們環繞的大型模拟星系。

這給他們估算星系真實質量帶來了好處，真實質量被鎖定在9600億太陽質量左右。帕特爾說她的數據結果在以往的測之中處于良好水平，雖然依然有向更好上升的空間。這可能源于歐洲航天局的蓋亞衛星，它提供了圍繞銀河系旋轉的30個微小星系的絕佳旋轉數據。“配合宇宙學模拟的五組質量使用這些數據已經在我的計劃之中了。”帕特爾這樣說到。

圖解：銀河系剖面的示意圖。

美國國家航天局（NASA）的哈勃望遠鏡和歐洲航天局的蓋亞衛星對整體行星群或圍繞星系中心旋轉的小部分行星進行了聯合觀測，并發現銀河系的質量粗略估計在一萬五千億太陽質量。這一可能是最為精确的數字會在出版的天體物理學雜志上發表。

得知星系的質量将會給天文學家帶來許多幫助，帕特爾說。其一，天文學家将可以更好地計算衛星星系的軌道，因為這基于銀河系的質量。更重的星系會擁有更多環繞它的衛星，而當前，望遠鏡已發現約50個環繞銀河系的星系。因為我們不知道銀河系到底有多重，因此科學家無法确定他們應該能發現多少衛星星系。最終，銀河系的确切質量經幫助觀測者們得知暗物質相對一般物質的比例。

圖解：歐洲南方天文台拍攝的360度全景的銀河系圖（由照片馬賽克合成）。銀河系的中心在視野的中心，銀河的北方朝上。

帕特爾希望未來的研究和更多數據能最終解決這個難以捉摸的難題。

“我相信在之後的10年或20年中，我們能得到更好的答案。”她說。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. livescience- Adam Mann-洛宸

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