研究發現銀河系質量比測定的結果“瘦”一半

近年來，利用我國郭守敬望遠鏡（LAMOST）的海量光譜以及歐空局蓋亞（Gaia）衛星的高精度自行數據，一支國際研究團隊精確測量出銀河系的質量約為5500億倍太陽質量。該結果相比國際其它團隊測量的平均值（約1萬億倍太陽質量）縮小了近一半，精度提高了近一倍。日前，相關研究成果發表于英國《皇家天文學會月刊》。這也是該國際研究團隊這些年來開展系列相關研究工作的第三項成果。

作為銀河系的基本物理參數之一，銀河系的質量對理解銀河系乃至本星系群的動力學至關重要。精確測量銀河系質量也是檢驗冷暗物質宇宙學模型在小尺度上適用性的關鍵。但是，受觀測的限制，國際上至今對銀河系質量的估計依然存在很大的不確定性。

相比其它團隊的研究，由三峽大學天文與空間科學研究中心、中國科學院國家天文臺、澳大利亞斯溫伯恩理工大學以及上海交通大學等單位組成的國際研究團隊的研究依托LAMOST提供的大樣本光譜數據，這也是該研究成果的主要優勢之一。研究團隊從LAMOST光譜數據中精選出1萬多顆“均勻”（即剔除了星流等子結構）的銀暈恒星。該樣本不僅數量多、覆蓋范圍大（20萬光年范圍），而且還擁有每顆星的三維位置、三維速度以及金屬豐度。這為團隊圍繞銀暈開展系列具有國際競爭力的研究奠定了堅實的數據基礎。

利用該樣本，三峽大學副教授Sarah等人2019年首次測量了銀河系恒星暈的各向異性參數; 2021年，研究團隊進一步揭示了各向異性參數與恒星金屬豐度及年齡的相關性。作為銀暈系列研究的第三項成果，該團隊使用三維球對稱金斯方程和示蹤質量估計法這兩種方法測得了一致的銀河系質量。

早在2008年，國家天文臺研究員薛香香（該系列工作的主要負責人之一）等人測量出銀河系的質量大約為1萬億倍太陽質量，比以往天文學家們測定的結果“瘦”一半。

Sarah告訴《中國科學報》：“我們最新的結果表明，銀河系可能比大家認為的還要再‘苗條’一半。這意味著銀河系中不發光但產生引力的暗物質比原先估計的要少得多。這進一步支持了馬克斯·普朗克天文所所長漢斯·瓦爾特·里克斯的猜想——較小的銀河系質量也意味著銀河系迫使衛星星系圍繞其旋轉的能力較小，故大、小麥哲倫星云可能并非銀河系的衛星星系，而僅僅是目前剛好在銀河系附近的‘匆匆過客’。”

這項工作得到了國際同行的高度評價，正如審稿人評價道：“我推介這項出色的工作，作者不僅行文清晰，而且詳細分析了令人激動的新數據，最終得到了可靠的銀河系質量。”