Да, действительно, мы не можем просто взять и поместить планету или галактику на весы, чтобы измерить, насколько они тяжелые. К счастью, у астрономов есть несколько хитростей в рукавах.
Первый трюк заключается в понимании того, что гравитация и масса неразрывно связаны. Важно отметить, что вес, который измеряет силу вашего локального гравитационного притяжения к объекту, может меняться, а масса — нет. Например, если вы встанете на весы на Земле и взвесите 68 килограммов, эта же шкала покажет 172 кг на Юпитере. Меняется не ваша личная масса, а ваш вес, потому что более массивные планеты оказывают на вас большее гравитационное притяжение, чем менее массивные.
Итак, чтобы определить массу объекта, астрономы могут просто посмотреть, сколько времени требуется ближайшим телам, чтобы выйти на орбиту этого объекта. При условии, что они знают расстояние между телами, они могут рассчитать массу центрального тела. В случае двойных звезд астрономы могут наблюдать за звездами, вращающимися вокруг друг друга, чтобы определить их общую массу. Если звезды находятся поблизости, и астрономы могут видеть, насколько близко каждая звезда вращается вокруг их общего центра масс, они могут определить индивидуальную массу каждой звезды. Для галактик это немного по-другому, но, изучив, с какой скоростью вращается галактика, исследователи могут аналогичным образом определить ее массу.
Есть еще один распространенный трюк, который астрономы могут использовать для оценки массы: светимость. В большинстве случаев светимость звезды или галактики — насколько ярко она светит — примерно пропорциональна ее массе. Итак, если вы знаете одно, вы можете решить для другого. В случае звезд ученые используют компьютерное моделирование эволюции этих объектов, чтобы лучше понять взаимосвязь между массой звезды и ее светимостью, а также другими параметрами, которые можно наблюдать, такими как температура и состав.
