這一次是我們中國科學家！利用最新方法，測出了銀河系的總質量
根據目前的觀測，我們的銀河系是宇宙中比較大的星系，直徑至少有10萬光年，最大可能達到了20萬光年。
在這個巨大的星系中，居住著1000億-4000億顆恆星。除了這些恆星之外，還有大量的黑洞、中子星、星際氣體或塵埃……這些物質加在一起，到底有多重呢？
銀河系的「體重」
關於銀河系的質量，一直是科學家們非常好奇的問題。想一想，光是我們上面提到的天體數量就是天文數字，而這些天體又僅僅佔了銀河系質量的一小部分。
我們知道，宇宙中還有大量的暗物質，它們有質量，能夠產生引力，但是不與可見物質有其他任何反應，因此科學家至今不知道它們的本質是什麼。而這些暗物質又是如此重要，佔據了宇宙總質量的85%。問題在於，在不同的星系中，暗物質所佔質量的比例又不同，因此，銀河系總質量中有多少是暗物質，也需要科學家們單獨觀測和計算。
目前的研究結果認為，銀河系中可見物質所佔的質量僅僅是6%，其餘94%的質量被暗物質所佔據。也就是說，在銀河系中，構成所有這些天體的重子物質比例遠低於宇宙的平均水平。那麼，銀河系中的重子都去哪了呢？
想要解決這個問題，首先就要測量銀河系的準確質量。如果我們最終測得銀河系的質量沒有想像中那麼大，那麼可見物質所佔的比例就比此前計算的結果要高，那不就正常了嗎？
最近，我國科學家提出了一種新的方法，成功計算出了銀河系的質量範圍。
不識廬山真面目，只緣身在此山中
這項新的研究成果，來自於中國科學院上海天文台研究員郭福來所領導的科學團隊，他們利用圍繞在銀河系周圍的星系周介質中的熱氣體暈，測量了銀河系的總質量，並且將這個成果發表在了《天體物理學雜誌快報》上。
測量星系的質量不是一件簡單的事。對於遙遠的星系，我們可以通過引力透鏡效應、或者是星系之間的運動關係來計算。而對於自己的家園銀河系，我們反倒陷入了「不識廬山真面目，只緣身在此山中」的困境。
在此之前，科學家們通常會利用銀河系中恆星或者是星團的公轉速度，以及銀河系附近衛星星系的運行狀態來進行計算。現在科學家們普遍比較接受的數據，大約是太陽質量的10000億倍。
此外，也有科學家利用其他方法測量過銀河系的質量，根據測量方法的不同，得出的數據範圍也比較廣，有的人計算出來是5000億倍太陽質量，還有人計算結果是20000億倍太陽質量。在能夠統一數據之前，科學家們恐怕還要用更多的方法來測量銀河系的質量，直到我們真的找到答案為止。
這一次，郭福來團隊採用的就是一種全新的方法，利用銀河系周圍的熱氣體暈，來給銀河系「稱體重」。
銀河系熱氣體暈
早在上個世紀50年代，科學家們就發現，銀河系的周圍可能彌散著大量的氣體物質，而且其溫度高得驚人，可以達到數百萬攝氏度。這些氣體暈的分布範圍也極廣，遠遠超過了銀河系的尺寸，能夠延伸出數十萬光年。如此龐大的熱氣體暈，是否有可能擁有著超乎我們想像的質量，足以解釋銀河系遺失的重子呢？
因此，在最近這幾年時間裡，郭福來團隊一直在思考如何利用熱氣體暈測量銀河系的質量。他們對熱氣體暈的密度分布、空間溫度以及觀測特徵等都進行了仔細的觀測，還研究了它與銀河系內各種高能爆發現象之間的相互作用。
結果他們發現，當這些熱氣體進入穩定狀態之後，其溫度分布在最大程度上是受到銀河系總質量的影響，銀河系質量越大，熱氣體的溫度就越高。這意味著，通過它的溫度分布，我們就可以計算銀河系的總質量了。
「沉重」的銀河系
研究團隊利用X射線太空望遠鏡觀測並記錄了熱氣體暈的溫度，然後計算了銀河系的質量。結果表明，銀河系的總質量大約是太陽的12000-30000億倍。這個數據基本上落在了以往的數據範圍內，並且再一次印證了銀河系質量在太陽10000億倍以上。這一次的研究成果，不僅為科學家提供了新的銀河系質量測量方法和數據，還有很多重要的意義：
首先，就像我們開篇一直在討論的重子遺失問題，隨著本次研究再一次得出銀河系質量超過太陽10000億倍的結論，這意味著即使算上熱氣體暈，銀河系的重子質量也遠遠沒有達到宇宙的平均水平。或許這些重子隱藏在冷氣體中，或者熱氣體暈以外，又或者我們真的只能去考慮如何解釋它們因何原因而遺失的問題；
（圖片說明：小麥哲倫星雲）
這也再一次證明了像大小麥哲倫星系以及獅子座一號矮球狀星系這樣的矮星系，都是銀河系的衛星星系，繞著銀河系公轉並且未來有可能被銀河系吞併。只有銀河系的質量超過太陽的10000億倍，才能夠提供足夠強大的引力束縛住這些矮星系，否則它們將會離我們而去；
根據現有的宇宙學模型，銀河系周圍應該存在著一些比大小麥哲倫星系質量更大內區物質密度更高的衛星星系。而事實是，科學家們從來也沒有觀測到這種理論上應該存在的星系，也沒有發現任何可能遮擋住我們視線的天體。如果銀河系質量小於太陽的10000億倍，那麼這種巨大的衛星星系不存在就合情合理了，如今的結果出爐後，這個被稱為「大到不該失敗」的觀測結果就再一次成了懸而未決的謎題。
總之，目前來說，銀河系質量所引發的宇宙謎題再一次被確認，我們需要更多的理論和探索才能解決這些謎題。
郭福來本人也表示：這一次研究的重要成果不是為了解決這些謎題，而是提供了一種新的測量銀河系質量的方法。就像我們前面說的，關於銀河系質量的測量不會就此終結，科學家們還會前赴後繼地尋找新的方法。直到這個數字得到了最終的確認，我們才知道那些未解之謎是否還需要進一步去破解。
