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C'est grâce aux mesures effectuées sur des nuages de gaz en orbite à 100 000 al du centre de la Voie lactée que l'on a pu calculer sa masse totale. L'effet Doppler nous a permis de connaître la vitesse de ces nuages. On utilise ensuite la troisième loi de Kepler pour calculer la masse totale de la Voie lactée. On arrive à une valeur d'environ 500 milliards de fois la masse du Soleil.
Une autre méthode basée sur la force de marée exercée par la Voie lactée sur les nuages de Magellan donne à peu près le même résultat.