一支国际合作团队近日利用我国郭守敬望远镜以及欧空局“盖亚”空间望远镜的数据，精确测量出银河系的质量为亿倍的太阳质量。该结果与国际其他团队测量的平均值（约1万亿倍太阳质量）相比，小了近一半，测量结果的精度却几乎翻倍。人类是如何一步步认识我们所处的银河系的？对于银河系质量的测量有哪些重要价值？天文学家又发明了哪些巧妙的“称重”方法？我们邀请中国科技馆助理研究员、天文学博士宋楠一起来聊聊这件事。
欧洲航天局年6月13日发布的借助“盖亚”空间探测器绘制的银河系多维地图。
中国科学院国家天文台兴隆观测站里的郭守敬望远镜。
（1）从数星星开始窥探银河系全貌
皎皎银河，星光灿烂，人类从仰望星空的那一刻起，便对夜空中明亮条带——银河展开了无穷的想象，中国古代认为它是分隔牛郎织女的天河，西方则认为它是天后赫拉的乳汁形成的“奶路”。而随着近代天文望远镜的出现，人类也开始慢慢从科学的角度一步步认识银河。
17世纪初，伽利略第一次将望远镜指向夜空，发现淡淡的银河其实是由无数颗恒星组成的，开启了人类利用天文设备研究银河系的大门。那银河系在夜空中究竟是什么样子呢？18世纪后期，英国天文学家威廉·赫歇尔花费十余年时间，用望远镜将天上的星星数了一遍，并记录下它们分布的位置和数量，手绘出了第一幅银河系画像，揭示出银河系是一个接近扁平的结构。
随着大型望远镜设备的发展，通过沙普利等一代代天文学家的努力，目前人类已经认识到，银河系看起来是一个扁平的盘状结构，主要由三部分组成：盘子的中心部分是凸起的明亮核球；核球往外延伸是银盘，绝大多数的恒星聚集于盘上；银盘外围还有一个很稀疏的球状空间，被称为银晕。我们所在的太阳系位于银河系中心2.6万光年远的地方，由于万有引力作用，围着银河系中心绕转。
提到恒星绕着银河系中心旋转，科学家们却发现了反常的现象。通过测量银河系中心以外不同距离处物质的绕转速度，可以绘制出银河系的旋转曲线图。按照银河系中可见物质的观测范围，在距离银河系中心半径5万光年外，就几乎看不到有恒星和尘埃气体存在了，换句话说，那个距离外测量到的物质绕转速度，应该逐渐减小才对。但实际测量结果却令科学家大吃一惊，在银河系可见边界的外围，物质的绕转速度不降反增，这并不符合牛顿的万有引力定律。仿佛有一只看不见的手，在支撑着银河系外围物质绕银心高速旋转。不仅仅是银河系，很多其他星系也发现了类似的旋转曲线，科学家就此引入了暗物质的猜想。
（2）给银河系“称重”操作困难重重
天文学家们之所以非常重视对银河系“称重”，最核心的还是因为银河系的“体重”与暗物质息息相关，而暗物质又对星系形成演化和周遭环境物质产生重要影响。
银河系的一部分质量由可见物质组成，也就是能够用各个波段望远镜探测到的恒星、气体和尘埃等，比如目前我们已知银河系中大约有亿至亿颗恒星，它们的质量占整个可见物质的96%，剩下3%是气体，1%是尘埃，这一部分质量大小和分布范围在各种望远镜探测下已经相对比较明确。而剩下不可见的暗物质，究竟质量有多少，具体是如何分布的，因为与银河系很多性质息息相关而备受科学家