银河系有多“重”？最新数据：也就大约8050亿个太阳吧！

说起间接测量的经典案例，相信不少读者朋友们都会想到曹冲称象。造不了那么大的一杆秤，便化“大”为“小”，让难题迎刃而解。

但如果称重的对象是银河系呢？没有现成的体重秤给这个星系级的“大胖子”称重量，该如何是好呢？

中国科学家给出了对这一难题的最新回应——近期，中国科学院大学黄样副教授等人所在的研究团队，利用我国郭守敬望远镜（LAMOST）和美国APOGEE巡天望远镜的观测数据，精确测量了距离银河系中心1.6万光年至8.1万光年范围内的恒星运动速度，绘制出了精确的银河系旋转曲线，并基于此估算出银河系的最新“体重”约为8050亿倍太阳质量。

那么，这一测量结果是如何得到的？

图1 黄石公园上空的银河 （图片来源：Lori Jacobs）

皎皎星河的“体重问题”

我们的银河系从诞生到今天，年长百亿岁。在天文学家眼里，它曾叱咤风云，开疆拓土，逐步成长为宇宙中一个直径足足有20万光年的盘星系“大都市”[1]。

在这其中，太阳就是一颗居住在离银心大约2.6万光年，个头一般，年龄中等，再普通不过的恒星成员。可就是这一“平平无奇的成员”，其质量便能达到约2×10³⁰千克（2000亿亿亿吨）[2]，更何况，银河系拥有上千亿颗恒星，总质量之高，测量难度之大，可想而知。

此外，气体、尘埃等弥散物质以及黑洞等致密天体（这些仅占银河系质量的很小一部分），看不见、摸不着，身份至今仍是谜的暗物质（银河系质量的主导者）等等，更令“称重”难上加难。

如此庞大而又复杂的银河系物质分布，加之我们又身处其中，令“精确测量银河系的总质量”如同天方夜谭一般。至今，人们仍未准确了解银河系的精细结构、大小以及质量分布等。

图 2  银河系的俯视（左）和侧视（右）示意图（图片来源：NASA/JPL）

在如此艰难的背景下，为何还要测量银河系质量呢？这是因为，在天文学家眼里，银河系质量实在是太重要了。准确地为银河系“称重”是天文学家无法绕开的一个基本的天体物理问题。精确测量银河系的质量，对于理解银河系是如何形成的、预测未来银河系乃至更广泛的仙女星系的命运，探索宇宙的起源与演化等基本问题而言，都是至关重要的。