ずっと知りたかった答えはこれです。天の川銀河の質量は太陽の1.5兆倍です。

NASA と欧州宇宙機関は協力して、「天の川の質量はどれくらいか」という不可能に思える疑問に答えようと試みている。

この問題はしばらくの間、科学者を悩ませてきましたが、銀河のシミュレーションや宇宙内の私たちの銀河のシミュレーションに必要なため、知っておくと便利な数値です。

これまでの推定値は、太陽質量の5000億倍から3兆倍まで大きく異なっていました。最新の推定値はこれまでで最も正確な値であり、天の川銀河の質量はその中間に位置する1.5兆倍とされています。これは、同じ明るさを持つほとんどの銀河にとって妥当な数値です。

太陽質量はなんと1.989×10の³⁰乗キログラム。最もスリムな銀河でも約10億太陽質量で、病的に肥満した銀河ではその3万倍の30兆太陽質量に達する。

「天の川銀河の正確な質量が分からないことは、多くの宇宙論上の疑問に問題を引き起こす」と、米国にある宇宙望遠鏡科学研究所の研究員、ローランド・ファン・デル・マレル氏は木曜日に語った。

「質量をより正確に把握し、それを宇宙論の文脈に当てはめて、進化する宇宙における銀河のシミュレーションと比較したいと考えています。」

天の川銀河の質量を推定するのは困難です。なぜなら、そこに含まれる物質のほとんどが目に見えないからです。目に見える質量の約10%は、2000億個の恒星と、渦巻く星間物質や塵の雲に閉じ込められています。ごくわずかな割合を占めるのが、銀河系の中心にある巨大な超大質量ブラックホールで、太陽の400万～500万倍の質量があります。これに惑星や私たち人間のような物質が加わります。残りの90%強は暗黒物質です。

「暗黒物質を直接検出することはできないのです」と、ドイツの欧州南天天文台の研究者で、今回の分析チームを率いたローラ・ワトキンス氏は述べた。「それが、天の川銀河の質量に関する現在の不確実性につながっています。見えないものを正確に測定することはできないのです。」

研究者たちは、ESAのガイア衛星が取得した34個の球状星団（銀河の渦巻き円盤を周回する数十万個の星の集まり）のデータと、ハッブル宇宙望遠鏡が観測した12個の遠方星団のデータを用いて、全体の質量を推定した。これらの星団の速度と動きは、天の川銀河全体の質量を推定するのに利用できる。

「銀河の質量が大きいほど、銀河団はその重力の影響を受けてより速く移動します」と、英国ケンブリッジ大学のウィン・エヴァンス教授は説明します。「これまでの測定では、銀河団が地球に近づく速度、あるいは遠ざかる速度、つまり視線方向の速度が測定されていました。しかし、私たちは銀河団の横方向の動きも測定することができました。これにより、銀河全体の速度、ひいては銀河質量を計算できるのです。」

結果は、The Astrophysical Journal® に詳細な論文として掲載される予定です。