Учёные не определяют массы звёзд и галактик. Они их сравнивают с эталонными объектами, масса которых считается проверенной и стандартизированной (по излучению, размеру и т.д.).
Грубо говоря, это как масса купленного в магазине пакета с рисом определяется путём сравнения его с массой эталонного килограмма.
Таким образом, на сегодняшний момент мы имеем ряд стандартных шкал определения масс наблюдаемых объектов. И имеем эталонный килограмм массы на Земле. И если вдруг окажется, что методика определения массы (к примеру, нейтронных звёзд) окажется неверной, то заново каждую звезду измерять не придётся. Исходную шкалу просто масштабируют в нужное число раз.
Масса звёзды связана со спектром её излучения. Звёзды малой массы имеют максимум в жёлто-красной области, а крупные-массивные имеют голубое свечение. Массу планет можно оценить по их влиянию на звезду, так как планета вращается не строго вокруг центра своей звезды, а вокруг общего центра масс, то и сама звезда немного колеблется вокруг этого общего центра.
По анализу спектра света удаленного светящегося объекта (что касается звезд), а также по преломлению этого спектра от звезды определенной светимости определяют состав и массы вращающихся вокруг этих звезд тел. Создают модели математические.