Astronomowie ponownie obliczyli, jak ogromna jest nasza macierzysta galaktyka, Droga Mleczna, wykorzystując nowe dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA i satelity Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej. Wyniki są następujące: Nasza galaktyka waży około 1, 54 biliona mas Słońca, zgodnie z nowym badaniem zaplanowanym na publikację w czasopiśmie Astrophysical Journal .
Ashley Strickland z CNN donosi, że zaskakująco niewielka ilość tej masy pochodzi z 200 miliardów gwiazd Drogi Mlecznej i dużej, czarnej dziury o masie 4 milionów mas Słońca, wokół której wirują. Reszta składa się z ciemnej materii, niewykrywalnej substancji, która stanowi 80 procent wszechświata.
Co to jest ciemna materia? Dosłownie nie wiemy; naukowcy wysuwają hipotezę, że mogą to być tony niewykrywalnych brązowych gwiazd karła, supermasywne czarne dziury lub egzotyczne cząstki teoretyczne, takie jak neutrina.
Zrozumienie masy naszej galaktyki, bez względu na jej skład, jest ważne w astronomii. George Dvorsky z Gizmodo donosi, że nieznajomość masy naszej domowej spirali utrudnia obliczenie jej interakcji z pobliskimi galaktykami, takimi jak Andromeda. Znajomość masy własnej galaktyki pomogłaby nam również lepiej zrozumieć, jak ewoluowała, dając nam lepszy wgląd w to, jak powstały inne galaktyki.
„Chcemy dokładniej poznać masę Drogi Mlecznej, abyśmy mogli umieścić ją w kontekście kosmologicznym i porównać z symulacjami galaktyk w ewoluującym wszechświecie”, współautor Roeland van der Marel, astronom z Teleskopu Kosmicznego Science Institute w Baltimore, mówi w komunikacie prasowym. „Nieznajomość dokładnej masy Drogi Mlecznej stanowi problem dla wielu kosmologicznych pytań.”
Wcześniej szacunki masy Drogi Mlecznej były na całej mapie, od niewielkiego 500 miliardów mas Słońca do 2 lub 3 bilionów mas. Nowe liczby umieszczają go dokładnie na środku.
„Byliśmy zaskoczeni, że nasza wartość spadła w środku bardzo szerokiego zakresu wcześniejszych szacunków” - powiedziała Dvorsky lider badania Laura Watkins z European Southern Observatory. „Wiele najnowszych badań faworyzowało niższe wartości. Tak więc ta wartość była najważniejsza w najnowszej pracy. ”
Chociaż Droga Mleczna jest nieco bardziej energiczna niż się spodziewali naukowcy, jest ona mniej więcej średnią masą dla galaktyki tej wielkości. Do tej pory naukowcy odkryli galaktyki tak lekkie jak 1 miliard mas Słońca i tak ciężkie jak 30 bilionów mas Słońca, czyli około 20 razy masywniejsze niż nasze własne.
Naukowcy dysponują technikami szacowania masy odległych galaktyk, które widzimy przez nasze teleskopy, przy użyciu prędkości, z jaką się obracają. Ale, jak zauważa Phil Plait na blogu Bad Astronomy, pomiar masy Drogi Mlecznej jest znacznie trudniejszy, ponieważ jesteśmy w niej i nie możemy uzyskać pełnego obrazu, dosłownie. „Szczerze mówiąc, to tak, jakby próbować zrozumieć dom, ale nie wolno mu opuszczać szafy”, pisze. „Jesteśmy w Drodze Mlecznej, utknęliśmy mniej więcej w połowie drogi od centrum i wszystko, czego się o tym dowiadujemy, uczymy się tutaj”.
Ale naukowcy zdecydowali, że mogą obliczyć prędkość Drogi Mlecznej, patrząc na niektóre z 157 gromad kulistych lub naprawdę gęsto upakowanych grup gwiazd, krążących wokół centrum galaktyki. Zespół przyjrzał się 34 odległym gromadom mierzonym w ciągu 22 miesięcy przez satelitę ESA Gaia zajmującego badanie gwiazd w odległości od 6500 do 70 000 lat świetlnych. Przebadali także 12 innych gromad obserwowanych przez teleskop Hubble'a, oddalonych o około 130 000 lat świetlnych, w okresie 10 lat. Ruchy tych gromad w czasie dały naukowcom wystarczającą ilość danych, aby oszacować obrót całej galaktyki, który mogliby wykorzystać do obliczenia jej masy.
„Im bardziej masywna galaktyka, tym szybciej gromady poruszają się pod wpływem siły grawitacji”, współautor N. Wyn Evans z University of Cambridge w innym komunikacie prasowym. „Większość poprzednich pomiarów wykazała prędkość zbliżania się lub oddalania gromady od Ziemi, czyli prędkość wzdłuż naszej linii wzroku. Byliśmy jednak w stanie zmierzyć ruch boczny gromad, na podstawie którego można obliczyć całkowitą prędkość, a w konsekwencji masę galaktyczną. ”
Warkocz donosi, że zespół musiał oszacować masę galaktyki poza granicę 130 000 lat świetlnych, zwłaszcza aureolę ciemnej materii, która, jak się uważa, otacza ją. Oznacza to, że w oszacowaniu istnieje dość duży margines błędu, co oznacza, że prawdziwa masa Drogi Mlecznej może wynosić między 0, 79 a 2, 29 bilionów mas Słońca - ale obecne szacunki to dobry początek. Watkins mówi Dvorsky'emu z Gizmodo, że Gaia, która ma mapować niebo przez kolejną dekadę, będzie nadal odkrywać więcej gromad kulistych i pomagać astronomom w dalszym doskonaleniu oszacowania masy galaktyki.
