最近，本文作者及其同事重新测量了银河系的质量。图片来源：夜空中国，陈涛创意，肖云摄影，随风苇后期。

要了解宇宙深处的奥秘，必须从了解我们银河系周边的环境开始。

我们地球处在银河系银盘中的一个旋臂上，所处位置距离银河系中心大约是银盘半径的一半。仙女座大星系M31则是距离银河最近的另一个大星系。由于距离非常近，我们用地球上的望远镜就可以观测到很多围绕它们旋转的“卫星星系”。

这些“卫星星系”，质量比这两个大星系都小很多，因此可以当作点粒子来看待。最近，我参与的一个英国、加拿大以及美国的国际合作组，利用卫星星系的数据，精确计算了银河系和仙女座星系的质量。结果发现，尽管这两个星系有着类似的大小和结构，仙女座星系的质量却是银河系的大约2倍。

此前的研究多将两个星系及其卫星星系作为一个整体，来研究卫星星系的运动。为了配合这种研究而建立的计算机模型并不准确。我们的新模型在膨胀的宇宙背景中，将两个星系及围绕它们运动的卫星星系分开考察，通过测量它们之间的相对运动和位置，并结合它们相互之间的引力，测算出了银河系和仙女座星系的质量。

由于这些星系的大多数质量来自于暗物质，所以也可以说，仙女座星系的暗物质几乎是银河系的2倍。我们对暗物质的本质仍旧了解甚少，这项发现有助于在我们银河系周边研究暗物质。

本文作者，也是这项研究的参与者之一，加拿大不列颠哥伦比亚大学“CITA国家博士后研究员”马寅哲。图片来源：马寅哲

除了观测“卫星星系”的运动，我们还测量了宇宙的膨胀，与通过宇宙微波背景辐射所作的测量结果相符。

由于宇宙整体上在膨胀，离我们越远的星系飞离我们的速度越快，受银河系引力的影响也越小；相反，距离我们越近的星系，受附近引力影响越大，宇宙膨胀效应就越小。因此，银河附近的星系群是我们能够用来测量宇宙膨胀的最小尺度，而此项研究也确实测出了膨胀效应。在本星系群这么小的尺度上测出的宇宙膨胀率，居然和宇宙尺度上测出的结果非常相近——可以说，这是一个令人惊讶的结果。

7月30日，这项研究被发表在英国《皇家天文学会月报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。

下一步，我们会进一步研究这两个星系的暗物质结构，以及它们与“卫星星系”的速度和位置之间的关系，以进一步探究暗物质的性质。（编辑：Steed）