Il teorema del viriale mette in relazione l'energia cinetica di un sistema legato con la sua energia potenziale. Nel contesto di una galassia, l'energia cinetica è associata al movimento delle stelle e del gas all'interno della galassia, mentre l'energia potenziale è associata all'attrazione gravitazionale tra questi componenti. Misurando la distribuzione della velocità delle stelle in una galassia e utilizzando modelli dinamici, gli astronomi possono stimare la quantità totale di massa necessaria per tenere insieme il sistema.
Un altro metodo utilizzato per stimare la massa delle galassie è la lente gravitazionale. La lente gravitazionale si verifica quando la luce proveniente da un oggetto distante viene distorta e amplificata dal campo gravitazionale di un oggetto massiccio, come una galassia. Studiando la distorsione della luce proveniente dalle galassie sullo sfondo o da altre fonti, gli astronomi possono dedurre la massa della galassia in primo piano responsabile dell'effetto di lente.
Inoltre, le osservazioni dei movimenti delle galassie all’interno degli ammassi possono fornire informazioni sulla massa totale dell’ammasso, che può includere la massa delle singole galassie al suo interno. Misurando le velocità e le distanze delle galassie in un ammasso, gli astronomi possono applicare modelli dinamici per stimare la massa totale del sistema dell'ammasso, inclusa la massa delle galassie che contiene.
È importante notare che questi metodi forniscono stime della massa totale di una galassia, inclusa sia la materia luminosa che quella oscura. La materia oscura è una forma misteriosa di materia che non emette né riflette alcuna luce rilevabile, ma svolge un ruolo cruciale nella dinamica e nella struttura delle galassie. Le stime della massa di una galassia dipendono dal metodo specifico utilizzato e possono comportare l'assunzione di ipotesi sulla distribuzione della materia oscura all'interno della galassia.
