Le théorème du virial relie l'énergie cinétique d'un système lié à son énergie potentielle. Dans le contexte d'une galaxie, l'énergie cinétique est associée au mouvement des étoiles et des gaz au sein de la galaxie, tandis que l'énergie potentielle est associée à l'attraction gravitationnelle entre ces composants. En mesurant la distribution des vitesses des étoiles dans une galaxie et en utilisant des modèles dynamiques, les astronomes peuvent estimer la quantité totale de masse nécessaire pour maintenir la cohésion du système.
Une autre méthode utilisée pour estimer la masse des galaxies est la lentille gravitationnelle. La lentille gravitationnelle se produit lorsque la lumière provenant d'un objet distant est déformée et amplifiée par le champ gravitationnel d'un objet massif, tel qu'une galaxie. En étudiant la distorsion de la lumière provenant des galaxies d’arrière-plan ou d’autres sources, les astronomes peuvent déduire la masse de la galaxie de premier plan responsable de l’effet de lentille.
De plus, les observations des mouvements des galaxies au sein des amas peuvent fournir des informations sur la masse totale de l'amas, qui peut inclure la masse des galaxies individuelles qui le composent. En mesurant les vitesses et les distances des galaxies dans un amas, les astronomes peuvent appliquer des modèles dynamiques pour estimer la masse totale du système d'amas, y compris la masse des galaxies qu'il contient.
Il est important de noter que ces méthodes fournissent des estimations de la masse totale d’une galaxie, incluant à la fois la matière lumineuse et la matière noire. La matière noire est une forme mystérieuse de matière qui n’émet ni ne reflète aucune lumière détectable, mais qui joue un rôle crucial dans la dynamique et la structure des galaxies. Les estimations de la masse d'une galaxie dépendent de la méthode spécifique utilisée et peuvent impliquer de formuler des hypothèses sur la répartition de la matière noire au sein de la galaxie.
