宇宙中几乎所有东西都有质量，从原子和亚原子粒子（例如大型强子对撞机研究的粒子）到巨大的星系团。到目前为止，科学家们所知道的唯一没有质量的东西是光子和胶子。
了解质量很重要，但天空中的物体太远了。我们不能碰它们，当然也不能通过传统方式来称重它们。那么，天文学家是如何确定宇宙中事物的质量的呢？这很复杂。
恒星和质量
假设一颗典型的恒星质量相当大，通常比一颗典型的行星大得多。为什么要关心它的质量？了解这些信息很重要，因为它揭示了有关恒星演化过去、现在和未来的线索。
天文学家可以使用几种间接方法来确定恒星质量。一种称为引力透镜的方法，测量因附近物体的引力而弯曲的光路径。虽然弯曲量很小，但仔细测量可以揭示拉扯物体的引力质量。
典型的恒星质量测量
天文学家直到 21 世纪才将引力透镜应用于测量恒星质量。在此之前，他们必须依靠对围绕共同质心运行的恒星（即所谓的双星）的测量。双星（两颗围绕共同重心运行的恒星）的质量对于天文学家来说很容易测量。事实上，多个恒星系统提供了一个教科书式的例子，说明如何计算它们的质量。这有点技术性，但值得研究以了解天文学家必须做什么。
首先，他们测量系统中所有恒星的轨道；
它们还对恒星的轨道速度进行计时；
然后确定给定恒星通过一个轨道需要多长时间。这被称为它的“轨道周期
计算质量
一旦知道了所有这些信息，天文学家接下来就会进行一些计算以确定恒星的质量。他们可以使用方程\(V_{轨道} = \sqrt{\frac{GM}{r}}\)，其中 G 是重力，M 是质量，R 是物体的半径。通过方程形式变换来求解 M 是一个代数问题。
因此，天文学家在不接触恒星的情况下，使用数学和已知的物理定律来计算它的质量。然而，他们不可能为每颗明星都这样做。其他测量帮助他们计算出不在双星或多星系统中的恒星的质量。例如，它们可以使用光度和温度。不同光度和温度的恒星具有截然不同的质量。当这些信息绘制在图表上时，表明恒星可以按温度和光度排列。
真正大质量的恒星是宇宙中最热的恒星之一。质量较小的恒星，例如太阳，比它们巨大的兄弟姐妹更冷。恒星温度、颜色和亮度的图表称为赫兹普龙-罗素图，根据定义，它还显示恒星的质量，具体取决于它在图表上的位置。如果它沿着一条称为主序带的长而蜿蜒的曲线，那么天文学家就知道它的质量不会很大，也不会很小。质量最大的恒星和质量最小的恒星位于主序带之外。
恒星进化
天文学家很好地掌握了恒星是如何出生、生存和死亡的。这种生与死的顺序被称为“恒星演化”。恒星如何演化的最大预测因素是它与生俱来的质量，即它的“初始质量”。低质量恒星通常比较高质量恒星更冷、更暗。因此，只需查看恒星的颜色、温度以及它在赫兹普龙-罗素图中“居住”的位置，天文学家就可以很好地了解恒星的质量。对已知质量的类似恒星（例如上面提到的双星）的比较可以让天文学家很好地了解给定恒星的质量，即使它不是双星。
当然，恒星不会一生都保持相同的质量。随着年龄的增长，他们会失去它。他们逐渐消耗核燃料，并最终在生命的尽头经历巨大的质量损失。如果它们是像太阳一样的恒星，它们会轻轻地将其吹走并形成行星状星云（通常）。如果它们的质量比太阳大得多，它们就会在超新星事件中死亡，在超新星事件中，核心坍缩，然后在灾难性的爆炸中向外膨胀。这会将他们的大部分材料炸到太空。
通过观察像太阳一样死亡或在超新星中死亡的恒星类型，天文学家可以推断出其他恒星会做什么。他们知道自己的质量，他们知道其他具有相似质量的恒星是如何演化和死亡的，因此他们可以根据对颜色、温度和其他方面的观察做出一些很好的预测，帮助他们了解它们的质量。
观察恒星不仅仅是收集数据。天文学家获得的信息被折叠成非常准确的模型，帮助他们准确预测银河系和整个宇宙中的恒星在出生、衰老和死亡时会做什么，所有这些都基于它们的质量。最后，这些信息还有助于人们更多地了解恒星，尤其是我们的太阳。