最近，本文作者及其同事重新測量了銀河系的質量。圖片來源：夜空中國，陳濤創(chuàng)意，肖云攝影，隨風葦后期。

要了解宇宙深處的奧秘，必須從了解我們銀河系周邊的環(huán)境開始。

我們地球處在銀河系銀盤中的一個旋臂上，所處位置距離銀河系中心大約是銀盤半徑的一半。仙女座大星系M31則是距離銀河最近的另一個大星系。由于距離非常近，我們用地球上的望遠鏡就可以觀測到很多圍繞它們旋轉的“衛(wèi)星星系”。

這些“衛(wèi)星星系”，質量比這兩個大星系都小很多，因此可以當作點粒子來看待。最近，我參與的一個英國、加拿大以及美國的國際合作組，利用衛(wèi)星星系的數據，精確計算了銀河系和仙女座星系的質量。結果發(fā)現，盡管這兩個星系有著類似的大小和結構，仙女座星系的質量卻是銀河系的大約2倍。

此前的研究多將兩個星系及其衛(wèi)星星系作為一個整體，來研究衛(wèi)星星系的運動。為了配合這種研究而建立的計算機模型并不準確。我們的新模型在膨脹的宇宙背景中，將兩個星系及圍繞它們運動的衛(wèi)星星系分開考察，通過測量它們之間的相對運動和位置，并結合它們相互之間的引力，測算出了銀河系和仙女座星系的質量。

由于這些星系的大多數質量來自于暗物質，所以也可以說，仙女座星系的暗物質幾乎是銀河系的2倍。我們對暗物質的本質仍舊了解甚少，這項發(fā)現有助于在我們銀河系周邊研究暗物質。

本文作者，也是這項研究的參與者之一，加拿大不列顛哥倫比亞大學“CITA國家博士后研究員”馬寅哲。圖片來源：馬寅哲

除了觀測“衛(wèi)星星系”的運動，我們還測量了宇宙的膨脹，與通過宇宙微波背景輻射所作的測量結果相符。

由于宇宙整體上在膨脹，離我們越遠的星系飛離我們的速度越快，受銀河系引力的影響也越??；相反，距離我們越近的星系，受附近引力影響越大，宇宙膨脹效應就越小。因此，銀河附近的星系群是我們能夠用來測量宇宙膨脹的最小尺度，而此項研究也確實測出了膨脹效應。在本星系群這么小的尺度上測出的宇宙膨脹率，居然和宇宙尺度上測出的結果非常相近——可以說，這是一個令人驚訝的結果。

7月30日，這項研究被發(fā)表在英國《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。

下一步，我們會進一步研究這兩個星系的暗物質結構，以及它們與“衛(wèi)星星系”的速度和位置之間的關系，以進一步探究暗物質的性質。（編輯：Steed）