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光度质量

luminosity mass

定义：根据天体质量和光度的关系所估计出的质量。

学科：天文学_天体物理

相关名词：质光关系 动力学质量

【延伸阅读】

将近90年前，科学家在观测星系团时，发现了难以解释的现象——星系团的光度质量和动力学质量不一致。正是从这个现象出发，科学家提出了暗物质的概念。

星系团中的各个星系，都被整个星系团的质量产生的引力所束缚，否则，高速运动的星系就会飞出星系团。根据牛顿力学，通过测定星系团中多个星系的运动速度，就可以算出整个星系团的质量。用这种方法得到的质量，称为动力学质量。

图片来源：《科学世界》

天体的质量和光度是相关的，我们还可以根据星系的亮度来计算星系团的质量。首先测定某个星系的亮度是恒星平均亮度的多少倍，再乘恒星的平均质量，即可得到这个星系的质量；将星系团中的所有星系的质量相加，就知道整个星系团的质量。用这种方法得到的质量，称为光度质量。

1933年，瑞士天文学家弗里茨·兹威基（Fritz Zwicky）计算了距地球约3.3亿光年的后发座星系团的质量，发现其动力学质量竟然比光度质量大了约400倍。动力学质量产生的引力，必须足够拉住这些星系，使之留在星系团中。如果光度质量是正确的，其产生的引力就小得多，星系就会飞到星系团之外。也就是说，后发座星系团的实际质量，应该比从恒星的亮度求得的质量要大。因此他认为，星系团中存在着具有质量但不发光的看不见的物质，并称之为“缺失的质量”。

这是首次通过天文观测显示可能存在暗物质。暗物质这个名称是在20世纪80年代提出的。目前认为，在星系团中，暗物质的质量应该是星系和星系际介质质量的数倍。根据现代观测结果计算出的数值，与兹威基的有一定差别。现在一般认为，星系团的质量组分为：星系只占百分之几，星系际介质约占20%，暗物质约占70%～80%。