银河系有多大?这是一个容易问的问题，但很难回答。想象一下，你身体里的一个细胞试图确定你的总质量，你就知道这有多难了。

尽管面临挑战，但一项新的研究已经计算出了银河系的精确质量，它比我们想象的要小。

确定星系质量的一种方法是观察它的旋转曲线。测量星系中恒星的速度与它们到星系中心的距离。恒星运行的速度与其轨道内的质量成正比，因此，从星系的旋转曲线上，你可以绘制出每半径质量的函数，并对其总质量有一个很好的了解。

我们已经测量了几个附近星系的旋转曲线，比如仙女座星系，所以我们非常准确地知道许多星系的质量。

但由于我们是在银河系本身，所以我们对整个星系的恒星没有很好的视野。在星系的中心，有太多的气体和尘埃，我们甚至看不到远端的恒星。

所以我们用中性氢来测量旋转曲线，它会发出波长约为21厘米的微弱光。这并不像恒星测量那样精确，但它让我们对银河系的质量有了一个大致的了解。

我们还研究了环绕银河系的球状星团的运动。根据这些观测，我们以前对银河系质量的最佳估计是大约一万亿（个）太阳质量。

这项新研究是基于盖亚宇宙飞船第三次发布的数据。它包含了超过18亿颗恒星的位置和超过15亿颗恒星的运动。

虽然这只是银河系中大约1000亿到4000亿颗恒星的一小部分，但它已经足够大，可以计算出精确的旋转曲线。这正是团队所做的。

他们得到的旋转曲线是如此精确，以至于研究小组可以识别出所谓的开普勒衰退。这是银河系的外围区域，在这里，恒星的速度开始下降，这与开普勒定律大致相符，因为几乎所有星系的质量都更靠近银河系中心。

上图我们星系的旋转曲线与开普勒旋转曲线的对比。(Jiao, Hammer等/巴黎天文台- PSL / CNRS / ESA / Gaia / ESO / S. Brunier)

开普勒星的下降使研究小组能够对银河系的质量设定一个明确的上限。他们的发现令人惊讶。

与他们的数据最吻合的是其质量约为2000亿个太阳质量，是之前估计的五分之一。银河系的绝对质量上限是5400亿，这意味着银河系的质量至少是我们想象的一半。

考虑到银河系中已知的常规物质的数量，这意味着银河系的暗物质比我们想象的要少得多。