宇宙与科学 科学思维要由简入繁，看似简单实则复杂，星系和宇宙质量如何测算( 二 )
迄今为止 ， 科学家们已经证实了在太阳系外有4000多颗系外行星围绕恒星运转 。 要确定这些遥远的星球是否适合居住 ， 需要知道这颗系外行星的质量 ， 知道这颗星球的质量非常重要 ， 因为这些数据有助于帮助天文学家推断这颗行星是由气体还是岩石构成的 ， 除了行星的构成外 ， 系外行星的质量数据还可以帮助天文学家论证行星的表面和内部活动 ， 例如板块构造、全球磁场等数据 。
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目前天文学家和太空望远镜一共发现了4000多颗系外行星 ， 未来随着新的系外行星太空望远镜任务的开展 ， 这一数字会不断增加
不过目前估算系外行星质量的技术很有限 ， 径向速度是科学家计算系外行星使用的主要方法 。 这个方法的原理是观察恒星轨道上的微小晃动 ， 出现晃动是因为它被行星的引力所牵引 ， 科学家可以从中得出行星与恒星的质量比 。 对于海王星大小的大行星或围绕非常明亮恒星运行的地球大小的小行星 ， 径向速度的计算工作相对更容易进行 。
去年 ， 麻省理工学院的天文学家们开发出一种新的技术 ， 只利用行星的透射光谱就可以确定系外行星的质量 。 这种透射测量光谱的原理是测量行星经过恒星时 ， 行星大气透射恒星光中的倾角 。 这些数据可以被用来确定一颗行星的大小和大气性质 ， 还可以揭示行星的质量 。
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径向速度法与透射光谱法是测定系外行星质量的两大方法
现在 ， 天文学家可以利用太空望远镜和大型地面望远镜 ， 分析系外行星的透射光谱 。 当一颗行星经过它的恒星前面 ， 一些光线穿过行星的大气层时 ， 就会产生一个透射光谱 。 通过分析光的波长 ， 科学家可以确定一颗行星的大气特性 ， 比如它的温度和大气分子的密度 。 从被遮挡的光的总量 ， 就可以计算出行星的大小 。
为了测试这一方法 ， MIT天文学家们利用这项技术测量了一颗编号为HD189733b的系外行星 ， 该行星位于63光年之外 。 根据透射光谱的质量数据 ， 天文学家得出了与径向速度法相同的质量结果 。 未来 ， 高分辨率空间望远镜的规格会不断升级 ， 就比如詹姆斯·韦伯空间望远镜 ， 它的红外科学仪器是观测系外行星大气的利器 ， 这项新技术在未来也会被更多太空望远镜所适配 ， 天文学家对系外行星的质量数据也会越来精确 。
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透射光谱法艺术渲染图
身处其中的星系观测【宇宙与科学 科学思维要由简入繁，看似简单实则复杂，星系和宇宙质量如何测算】宇宙中有多少颗星球呢？谁也无法推断具体数值 ， 有一个形象的比喻是宇宙中的星球比地球上的沙子还多的多 。 我们虽然不知道宇宙中的星球数量 ， 但是科学家推测银河系星球数量大约在2000亿至4000亿颗区间 ， 那么这么多星球组成的星系的质量是多少呢？这对于天文学家来说是一个难题 。 天文学家利用美国宇航局哈勃太空望远镜和欧洲航天局盖亚卫星的新数据 ， 重新计算了银河系的质量 ， 得出的结果是我们的星系重约1.54万亿太阳质量 。
为什么是1.54万亿太阳质量呢？首先我们需要看看这个数值的构成部分 ， 首先银河系中2000亿至4000亿颗星球的质量占了一部分 ， 其次是400万太阳质量的银河系中心黑洞 。 这两个部分都是银河系质量组成的一小部分 ， 所有剩下的是天文学家们对暗物质与暗能量 ， 还有银河系附近晕圈结构的估计数字 。
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银河系外围还有很巨大的晕圈结构 ， 我们可以把它理解为一种热等离子体 ， 这些结构天文学家都会算在银河系结构质量内 ， 目前我们无法确定其性质
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