Οι αστρονόμοι έχουν επανυπολογίσει πόσο μαζικός είναι ο οικιακός γαλαξίας μας, ο Γαλαξίας, χρησιμοποιώντας νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA και τον δορυφόρο Gaia της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Τα αποτελέσματα είναι: Ο Γαλαξίας μας ζυγίζει περίπου 1.54 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, σύμφωνα με νέα μελέτη που έχει προγραμματιστεί για δημοσίευση στην Astrophysical Journal .
Ο Ashley Strickland στο CNN αναφέρει ότι ένα εκπληκτικά μικρό ποσό αυτής της μάζας προέρχεται από τα 200 δισεκατομμύρια αστέρια στον Γαλαξία και τη μεγάλη μαύρη τρύπα 4 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών που όλα στροβιλίζονται. Το υπόλοιπο αποτελείται από σκοτεινή ύλη, το ανιχνεύσιμο υλικό που αποτελεί το 80% του σύμπαντος.
Τι είναι η σκοτεινή ύλη; Κυριολεκτικά δεν το γνωρίζουμε. οι ερευνητές υποθέτουν ότι θα μπορούσαν να είναι τόνοι ανιχνεύσιμων αστέγων καφέ νάνου, υπερμεγέθων μαύρων τρυπών ή εξωτικών θεωρητικών σωματιδίων όπως τα ουδέτερανα.
Η κατανόηση της μάζας του γαλαξία μας, ανεξάρτητα από το τι αποτελείται από αυτό, είναι σημαντική στην αστρονομία. Ο George Dvorsky στο Gizmodo αναφέρει ότι η μη γνώση της μάζας της σπιράλ μας στο σπίτι καθιστά δύσκολο να υπολογίσουμε πώς αλληλεπιδρά με τους κοντινούς γαλαξίες, όπως η Andromeda. Γνωρίζοντας τη μάζα του ίδιου του γαλαξία μας θα μας βοηθούσε να καταλάβουμε καλύτερα πώς εξελίχθηκε, δίνοντάς μας περισσότερη εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο έγιναν άλλοι γαλαξίες.
«Θέλουμε να γνωρίζουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη μάζα του Γαλαξία, ώστε να μπορέσουμε να το βάλετε σε ένα κοσμολογικό πλαίσιο και να το συγκρίνουμε με προσομοιώσεις γαλαξιών στο εξελισσόμενο σύμπαν», συνέταξε ο Roeland van der Marel, ένας αστρονόμος στο διαστημικό τηλεσκόπιο Science Institute στη Βαλτιμόρη, λέει σε δελτίο τύπου. "Η μη γνώση της ακριβούς μάζας του Γαλαξία παρουσιάζει ένα πρόβλημα για πολλά κοσμολογικά ερωτήματα."
Προηγουμένως, οι εκτιμήσεις για τη μάζα του Γαλαξία ήταν σε όλο τον χάρτη, που κυμαίνονται από μια πενιχρή 500 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες σε 2 ή 3 τρισεκατομμύρια μάζες. Οι νέοι αριθμοί το τοποθετούν ακριβώς στη μέση.
"Είμαστε έκπληκτοι ότι η αξία μας έπεσε στη μέση του πολύ ευρέος φάσματος των προηγούμενων εκτιμήσεων", λέει ο επικεφαλής της μελέτης Laura Watkins από το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο του Dvorsky. "Πολλές από τις πιο πρόσφατες μελέτες τείνουν να προτιμούν χαμηλότερες αξίες. Έτσι, αυτή η αξία ήταν στο υψηλό τέλος της πιο πρόσφατης εργασίας. "
Ενώ ο Γαλαξίας είναι λίγο πιό τραχύς από τους αναμενόμενους ερευνητές, είναι περισσότερο ή λιγότερο μια μέση μάζα για έναν γαλαξία του μεγέθους του. Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν βρει γαλαξίες τόσο ελαφριές όσο 1 δισεκατομμύριο ηλιακές μάζες και τόσο βαρύ όσο 30 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, το οποίο είναι περίπου 20 φορές πιο μαζικό από το δικό μας.
Οι ερευνητές έχουν τεχνικές για την εκτίμηση της μάζας μακριών γαλαξιών που βλέπουμε μέσα από τα τηλεσκόπια μας χρησιμοποιώντας την ταχύτητα με την οποία γυρίζουν. Αλλά όπως σημειώνει το Phil Plait στο Bad Astronomy blog, η μέτρηση της μάζας του Γαλαξία είναι πολύ πιο δύσκολη επειδή είμαστε μέσα σε αυτό και δεν μπορούμε να φτιάξουμε τη μεγάλη εικόνα, κυριολεκτικά. "Για να είμαστε δίκαιοι, είναι σαν να προσπαθούμε να κατανοήσουμε το σπίτι σας αλλά δεν επιτρέπεται να φύγετε από το ντουλάπι σας", γράφει. "Είμαστε μέσα στο Γαλαξία μας, κολλημένοι στο κέντρο της μέσης και όλα όσα μαθαίνουμε γι 'αυτό μαθαίνουμε από εδώ."
Αλλά οι ερευνητές αποφάσισαν ότι θα μπορούσαν να καταλάβουν την ταχύτητα του Γαλαξία μας κοιτάζοντας μερικά από τα 157 σφαιρικά σμήνη, ή πραγματικά πυκνά γεμάτα ομάδες αστέρων, που περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του γαλαξία. Έτσι, η ομάδα εξέτασε 34 απομακρυσμένες συστάδες που μετρήθηκαν σε 22 μήνες από τον δορυφόρο της ESA Gaia Star, που κυμαινόταν από 6.500 έως 70.000 έτη φωτός μακριά. Επίσης, εξέτασαν 12 άλλες συστάδες που παρατηρήθηκαν από το τηλεσκόπιο Hubble, κάποιες έως 130.000 έτη φωτός μακριά, οι οποίες είχαν διαρκέσει 10 χρόνια. Οι κινήσεις αυτών των συστάδων με την πάροδο του χρόνου έδωσαν στους ερευνητές αρκετά δεδομένα για να εκτιμήσουν την περιστροφή ολόκληρου του γαλαξία, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να υπολογίσουν τη μάζα του.
"Όσο πιο μαζικός είναι ένας γαλαξίας, τόσο πιο γρήγορα οι ομάδες του κινείται κάτω από την έλξη της βαρύτητάς του", λέει ο συνάδελφος N. Wyn Evans του Πανεπιστημίου του Cambridge σε άλλο δελτίο τύπου. "Οι περισσότερες προηγούμενες μετρήσεις έχουν βρει την ταχύτητα με την οποία ένα σύμπλεγμα πλησιάζει ή απομακρύνεται από τη Γη, δηλαδή την ταχύτητα κατά μήκος της οπτικής μας γραμμής. Ωστόσο, μπορέσαμε επίσης να μετρήσουμε την πλάγια κίνηση των συστάδων, από την οποία μπορεί να υπολογιστεί η συνολική ταχύτητα και κατά συνέπεια η γαλαξιακή μάζα ».
Η Plait αναφέρει ότι η ομάδα έπρεπε να εκτιμήσει τη μάζα του γαλαξία πέρα από το σήμα των 130.000 φωτεινών ετών, ειδικά το φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης που πιστεύεται ότι την περιβάλλει. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα αρκετά μεγάλο περιθώριο λάθους στην εκτίμηση, που σημαίνει ότι η πραγματική μάζα του Γαλαξία μπορεί να είναι κάπου μεταξύ 0, 79 και 2, 29 τρισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών - αλλά η τρέχουσα εκτίμηση είναι μια καλή αρχή. Και ο Watkins λέει στον Dvorsky στο Gizmodo ότι η Gaia, η οποία αναμένεται να χαρτογραφήσει τον ουρανό για μια ακόμη δεκαετία, θα συνεχίσει να αποκαλύπτει πιο σφαιρικά σμήνη και να βοηθήσει τους αστρονόμους να συνεχίσουν να εξευγενίζουν την εκτίμηση βάρους του γαλαξία.
