如果是你：如何給星系團稱重？

在地球我們有各種各樣的計量稱重方式為物體稱量，其精度也非常高，在廣袤的天宇中我們也可以用萬有引力定律為天體如地球本身、火星等等眾多天體為其稱重，那麼對於龐大的星系團又應該如何稱重呢？

阿爾貝星系團（Abell 2218）一個形成引力透鏡的星系團，來源：NASA

踩一個秤你就能快速測量你的體重，但稱重的星系團是由數百個或數千個星系的引力組合在一起就不那麼容易了。

但是科學家有很多方法可以做到這一點，這對於粒子天體物理學來說是幸運的；確定星系團的質量致使暗物質的發現，這是繼續研究暗宇宙的關鍵（暗物質和暗能量）。

當你稱量一個星系團時，你所看到的並不是你所得到的。幾十年前科學家們根據星系內部的運動，首先估計了星系團的質量，他們意識到奇怪的事情正在發生，這些星系的運動速度快於預期，這意味著星團比先前預想的要大得多, 這是基於它們發射的光的總量。今天普遍的解釋是星系團含有大量的暗物質。

測量星系團的質量可以告訴科學家們關於暗物質 "光暈" 的大小和形狀，可以幫助確定暗能量的作用影響，科學家認為這是推動宇宙的加速膨脹的原因。

今天研究人員利空間和地面的望遠鏡觀測結合模擬來估計星系團的總質量。

1、紅移，藍移：（多普勒效應）正如一輛救護車的警笛聲越來越高，因為它越過距離越來越近；遠離我們的物體的光線的「紅」波更長，而那些朝著我們的光則的「藍」波更短。在星系聚集的星系團中來自星系光的這些變化的測量可以告訴科學家星系群具有多少引力，這與其質量有關。

2、引力透鏡效應：由阿爾伯特·愛因斯坦提出的引力透鏡，是當來自遙遠星系的光線被它和觀察者之間的巨大質量物體的引力拉彎時發生的。這種彎曲扭曲了背景星系的圖像 (如上圖所示)。如果效果很強這個過程會引起劇烈的扭曲，可能會出現多個星系的圖像。但是,通常效果很微妙需要仔細測量才能檢測到。星系團所造成的透鏡效應越大星系團的質量就越大。

3、X射線：星系團都充滿了超熱10到1億度的氣體，在X射線波長下明亮地發光。因此科學家利用空間望遠鏡的X射線數據來尋找和研究大量的星系團，並可以利用氣體的測量特性推斷星團的質量。

4、運行學SZ效應：SZ效應是當這種光通過星系團中的熱氣體時發生的大爆炸中遺留的宇宙微波背景光的波長的變化， 波長偏移的大小可以告訴科學家它通過的星系團的質量。

如果把這些方法組合使用比單獨使用更強大準確。

怎麼樣？這些測量方法你會用嗎？顯然很多人都不知道有這些方法…當然受很多因素的原因我們也不能使用到這些方法去稱量某星系團有多重，把望遠鏡和探測器之類給你了也不會用啊…也看不懂顯示了些什麼…所以在此我們僅做一下了解就好了、除非你未來的目標就是天文學

原作者：Glenn Roberts Jr

編譯：中子星，審校：博科園

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