Астрономи використовували астрометричний супутник Gaia та космічний телескоп Хаббл для вимірювання маси галактики Чумацький Шлях на сьогоднішній день. Нові результати поклали свою масу на рівень галактики М31 в Андромеді.
Астрономи вже нервували з приводу невизначеного значення ваги нашої Галактики, як і батьки нервують з приводу ваги свого потомства. Це зрозуміло, оскільки вага дитини служить показником багатьох важливих факторів, таких як її здоров’я та ріст. Подібно до маси галактики.
Рух зоряних скупчень
Лаура Уоткінс (Науковий інститут космічного телескопа, США) та його колеги використовували нещодавно опубліковані дані запуску астрометричного супутника "Гея", а також близько 10 років спостережень космічного телескопа "Хаббл" для відстеження руху 46 тісно пов'язаних великих зоряних систем. Вони відомі в астрономії як кульові скупчення, і їх орбіти навколо ядра галактики можуть допомогти визначити її масу. Гравітаційна сила Чумацького Шляху визначає рух цих зоряних скупчень, пояснює співавтор професор Уін Еванс (Кембриджський університет, Великобританія). Якщо наша Галактика більш масивна, кулясті скупчення рухатимуться швидше завдяки своїй сильнішій гравітації. У багатьох попередніх вимірах вимірювали лише т. Зв радіальна швидкість, т. j. швидкість у напрямку променя від або до Землі. Як сказав В. Еванс: Ми також змогли виміряти тангенціальну швидкість зоряних скупчень, тобто швидкість у напрямку, перпендикулярному променю, віддаленому від Землі. Потім і з радіальної швидкості отримують загальну космічну швидкість і можна розрахувати масу Галактики. Таким чином, група астрономів визначила масу галактики Чумацький Шлях у 1,5 трильйона мас Сонця.
Вага як показник
Креслення відносних розмірів диска Чумацького Шляху та його внутрішнього та зовнішнього залу, джерело www.spacetelescope.org
Маса нашої Галактики впливає на все: від розуміння її походження до природи темної матерії. З роками астрономи виявили, що його маса становить десь від 0,5 до 3 трильйонів мас Сонця. Причин такої великої дисперсії багато. Однією з них є складність вивчення нашої Галактики, оскільки ми є її частиною, і, наприклад, пил у галактичній площині унеможливлює для нас спостереження за більш віддаленими та слабкими зірками. Іншою причиною є той факт, що якщо астрономи стежать за орбітами таких об’єктів, як кулясті скупчення, виміряти їх рух по небу дуже важко. Спостереження тривають багато років, поки не вдасться знайти їх так звані власний рух.
І це саме те, що Лаура Уоткінс і її колеги зараз зробили з програмами Хаббла: вони спостерігали за рухами зірок близько 10 років, а також дані з другої серії супутникової місії Gaia, яка спостерігає за зірками з 2014 року.
Проблема темної матерії
Однак найбільша проблема полягає в тому, що велика частина справи, яку астрономи хочуть розглянути, не видно. Він прихований у темній речовині, а не в зірках. Крім того, ореол галактики темної матерії може поширюватися від її центру на мільйон світлових років. Навіть якщо астрономи вивчать орбіту кулястого скупчення навколо ядра Галактики, вона зможе визначити лише кількість речовини всередині своєї орбіти. Найдальше кулясте скупчення у дослідженні Л. Уоткінса знаходиться в 130 000 світлових років від ядра. Щоб визначити масу, що перевищує цю межу, астрономи повинні зробити певні припущення щодо природи та форми залу темної матерії навколо Чумацького Шляху. Тим не менше, нове вимірювання настільки точне, що допомогло краще зрозуміти багато інших речей. Надалі було б корисно знайти ще кілька віддалених об'єктів для відстеження їх траєкторії у зовнішньому залі - десь приблизно 300 000 світлових років із середи. Уоткінс передбачає, що Гея продовжуватиме визначати рухи набагато більшої кількості кулястих скупчень. Таким чином, астрономи зможуть вдосконалити масу Чумацького Шляху, використовуючи цей та інші методи.
RNDr. Зденек Комарек, фото ESO
Увійдіть або зареєструйтесь, щоб отримати доступ до ексклюзивного вмісту передплатників або замовити друковану версію журналу Quark.