銀河系是由數(shù)百億顆恒星、氣體、塵埃和暗物質(zhì)組成的旋轉(zhuǎn)盤狀結(jié)構(gòu)。我們的太陽和地球就位于這個盤面的一個分支上，距離銀河系中心大約 26000 光年。"不識廬山真面目，只緣身在此山中"，我們處在銀河系中，是怎樣確定它的形狀和大小的呢？我們可以通過觀測它對周圍物體的引力作用來推斷。例如，我們可以測量恒星的運動，計算它們的軌道速度，然后根據(jù)牛頓的萬有引力定律，反推出銀河系的質(zhì)量分布。這就是我們通常所說的運動學(xué)方法。

但是，運動學(xué)方法有一個缺點，那就是它需要假設(shè)銀河系是一個平衡的系統(tǒng)，也就是說它的結(jié)構(gòu)不隨時間變化，或者變化得很慢。然而，這個假設(shè)可能并不成立，因為銀河系內(nèi)部和外部都存在著各種擾動因素。這些因素會導(dǎo)致銀河系的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而且變化的時間尺度可能和恒星的軌道周期相當(dāng)。因此，運動學(xué)方法可能會給出不準(zhǔn)確或不完整的結(jié)果。

那么，有沒有一種更直接的方法，可以測量銀河系的引力勢呢？答案是有的，那就是利用雙脈沖星的加速度。雙脈沖星是一種特殊的雙星系統(tǒng)，其中一顆或兩顆恒星都是脈沖星，也就是高速自轉(zhuǎn)的中子星，它們會以極高的精度向外發(fā)射電磁波。我們可以通過接收這些電磁波，測量出雙脈沖星的位置、速度和加速度。雙脈沖星的加速度主要有兩個來源，一個是它們之間的相互引力，另一個是銀河系的引力。如果我們能夠把前者減去，就可以得到后者，也就是銀河系的引力對雙脈沖星的作用。這樣，我們就可以直接得到銀河系的引力勢的變化，而不需要做任何運動學(xué)的假設(shè)。

最近有一篇論文就做了這樣的工作，他們利用了 26 個雙脈沖星的數(shù)據(jù)，測量了它們由于銀河系引力勢而產(chǎn)生的視線加速度，也就是它們沿著我們看到的方向的加速度。這些加速度可以直接反映出銀河系的引力場，而不需要做任何運動學(xué)的假設(shè)，這是一個很大的優(yōu)勢，因為運動學(xué)的方法往往需要假設(shè)銀河系是一個平衡的、對稱的、平滑的系統(tǒng)，而實際上它可能是非常復(fù)雜的、不平衡的、不對稱的、不平滑的。

那么，這些雙脈沖星的加速度都告訴了我們什么呢？首先，它們告訴了我們銀河系的總質(zhì)量。這個質(zhì)量是非常重要的，它決定了銀河系的大小和形狀，也決定了它的引力作用范圍。這個質(zhì)量是很難測量的，因為我們只能看到銀河系的一部分，而且還有很多不可見的暗物質(zhì)。但是，雙脈沖星的加速度可以給我們一個很好的估計，它們顯示出銀河系的質(zhì)量大約是 2.3 × 10^11 M⊙。這是一個非常大的數(shù)字，它相當(dāng)于2300億個太陽的質(zhì)量，而且它比目前普遍接受的模型給出的質(zhì)量要大一倍，這意味著銀河系可能比我們想象的要更加龐大和強大。

其次，它們告訴了我們銀河系的密度分布，也就是不同位置的質(zhì)量密度。這個密度分布是非常有趣的，它可以反映出銀河系的結(jié)構(gòu)和演化，也可以反映出銀河系的不穩(wěn)定性和不對稱性。例如，我們可以用雙脈沖星的加速度來測量銀河系中心的密度，也就是 Oort 極限，它是一個很重要的參數(shù)，它可以告訴我們銀河系中心有多少普通物質(zhì)和暗物質(zhì)。

雙脈沖星的加速度給出的 Oort 極限是 0.062 ± 0.017 M⊙/pc3，這個值和以前用脈沖星計時測量的值相近，但是有更小的誤差。雙脈沖星的加速度還給出了銀河系中心的暗物質(zhì)密度，它是 ?0.010 ± 0.018 M⊙/pc3，這個值是一個負(fù)數(shù)，這意味著銀河系中心的暗物質(zhì)密度可能比太陽附近的暗物質(zhì)密度要低，這是一個有趣的結(jié)果，它可能說明銀河系的暗物質(zhì)分布是不均勻的，或者銀河系的引力勢有一些我們沒有考慮到的復(fù)雜性。

再次，它們告訴了我們銀河系的旋轉(zhuǎn)曲線，也就是不同位置的速度。這個旋轉(zhuǎn)曲線是非常重要的，它可以反映出銀河系的動力學(xué)和運動學(xué)，也可以反映出銀河系的穩(wěn)定性和對稱性。最后，它們告訴了我們銀河系的加速度場，也就是不同位置的加速度向量。這個加速度場是非常有趣的，它可以反映出銀河系的不平衡和不對平衡和不對稱性。

例如，我們可以用雙脈沖星的加速度來測量銀河系的非圓運動，也就是不同位置的徑向和垂直加速度。這些加速度可以反映出銀河系的非圓速度，也就是不同位置的徑向和垂直速度，它們可以告訴我們銀河系的非圓運動的原因和效果。雙脈沖星的加速度給出的非圓運動值都是接近于零的，這意味著銀河系的非圓運動是很小的，這是一個符合觀測的結(jié)果，它說明銀河系是一個近似于平衡的系統(tǒng)，它的非圓運動的影響是可以忽略的。摘自: www.ws46.com

總之，雙脈沖星的加速度是一種非常強大的工具，它可以幫助我們探測銀河系的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)，它可以給出銀河系的質(zhì)量、密度、旋轉(zhuǎn)和加速度的信息，而不需要做任何不現(xiàn)實的假設(shè)，它可以揭示銀河系的復(fù)雜性和多樣性，它可以挑戰(zhàn)我們對銀河系的認(rèn)識和理解。這篇論文就是一個很好的例子，它用雙脈沖星的加速度給出了一些有趣的結(jié)果，它們可能改變我們對銀河系的看法，也可能激發(fā)我們進(jìn)一步的研究。