Астрономы пересчитали, насколько массивная наша домашняя галактика, Млечный Путь, использует новые данные с космического телескопа Хаббла НАСА и спутника Gaia Европейского космического агентства. Результаты следующие: наша галактика весит около 1, 54 триллиона солнечных масс, согласно новому исследованию, запланированному для публикации в Astrophysical Journal .
Эшли Стрикленд из CNN сообщает, что удивительно небольшое количество этой массы исходит от 200 миллиардов звезд в Млечном Пути и большой черной дыры с солнечной массой в 4 миллиона солнечных лучей, вокруг которой они все кружатся. Все остальное состоит из темной материи, необнаружимого материала, составляющего 80 процентов вселенной.
Что такое темная материя? Мы буквально не знаем; Исследователи предполагают, что это могут быть тонны необнаружимых коричневых карликовых звезд, сверхмассивные черные дыры или экзотические теоретические частицы, такие как нейтралино.
Понимание массы нашей галактики, независимо от того, из чего она состоит, важно в астрономии. Джордж Дворски из Gizmodo сообщает, что, не зная массы нашей домашней спирали, трудно рассчитать, как она взаимодействует с близлежащими галактиками, такими как Андромеда. Знание массы нашей собственной галактики также поможет нам лучше понять, как она эволюционировала, что даст нам больше понимания того, как появились другие галактики.
«Мы хотим более точно узнать массу Млечного пути, чтобы мы могли поместить ее в космологический контекст и сравнить с моделированием галактик в развивающейся вселенной», - соавтор Роланд ван дер Марел, астроном из Космического телескопа. Научный институт в Балтиморе, говорится в пресс-релизе. «Непонимание точной массы Млечного Пути представляет проблему для многих космологических вопросов».
Ранее оценки массы Млечного пути были по всей карте, варьируя от мизерных 500 миллиардов солнечных масс до 2 или 3 триллионов масс. Новые числа помещают это прямо в середину.
«Мы были удивлены тем, что наша стоимость упала в середине очень широкого диапазона предыдущих оценок», - говорит Дворский, руководитель исследования Лаура Уоткинс из Европейской южной обсерватории. «Многие из последних исследований были направлены на более низкие значения. Так что эта ценность была в самом верху самой последней работы ».
В то время как Млечный Путь немного храбрее, чем ожидали исследователи, это более или менее средняя масса для галактики такого размера. До сих пор исследователи обнаружили, что галактики достигают 1 миллиарда солнечных масс и имеют толщину 30 триллионов солнечных масс, что примерно в 20 раз больше, чем наша собственная.
Исследователи имеют методы для оценки массы далеких галактик, которые мы видим через наши телескопы, используя скорость, с которой они вращаются. Но, как отмечает Фил Плейт из блога Bad Astronomy, измерить массу Млечного пути гораздо сложнее, потому что мы находимся внутри него и буквально не можем получить общую картину. «Честно говоря, это все равно, что пытаться понять твой дом, но тебе не позволено покидать твой шкаф», - пишет он. «Мы находимся в Млечном Пути, застряли на полпути от центра, и все, что мы узнаем об этом, мы узнаем прямо здесь».
Но исследователи решили, что они могли бы определить скорость Млечного Пути, посмотрев на некоторые из 157 шаровых скоплений или действительно плотно упакованных групп звезд, вращающихся вокруг центра галактики. Таким образом, команда просмотрела 34 удаленных скопления, измеренных в течение 22 месяцев спутником ESA для съемки звезд Gaia на расстоянии от 6500 до 70000 световых лет. Они также исследовали 12 других скоплений, наблюдаемых телескопом Хаббла, на расстоянии около 130 000 световых лет, взятых за 10-летний период. Движение этих скоплений с течением времени дало исследователям достаточно данных, чтобы оценить вращение всей галактики, которое они могли бы использовать для расчета ее массы.
«Чем массивнее галактика, тем быстрее движутся ее скопления под действием силы тяжести», - говорит соавтор Н. Вин Эванс из Кембриджского университета в другом пресс-релизе. «Большинство предыдущих измерений обнаружили скорость, с которой кластер приближается или удаляется от Земли, то есть скорость вдоль линии обзора. Однако мы смогли также измерить боковое движение скоплений, из которого можно рассчитать общую скорость и, следовательно, галактическую массу ».
Плейт сообщает, что команде пришлось оценить массу галактики за отметкой в 130 000 световых лет, особенно ореол темной материи, который, как считается, окружает ее. Это означает, что в оценке есть довольно большой предел погрешности, а это означает, что истинная масса Млечного Пути может быть где-то между 0, 79 и 2, 29 триллионов солнечных масс, но текущая оценка - хорошее начало. А Уоткинс говорит Дворскому в Gizmodo, что Гайя, которая, как ожидается, будет составлять карту неба в течение следующего десятилетия, будет продолжать обнаруживать больше шаровых скоплений и помогать астрономам продолжать уточнять оценку веса галактики.
