Насколько массивен Млечный Путь?

Млечный Путь. Авторы и права: CC0 Public Domain.

Если вы отъедете от городских огней хотя бы на пару километров и посмотрите вверх, то вы увидите одно из чудес ночного неба – яркие облачные полосы звёзд, которые являются частью Млечного Пути. Наш галактический дом обширен и красив, но многие его тайны до сих пор остаются неразгаданными.

Например, несмотря на десятилетия попыток, астрономы всё ещё не смогли с достаточной точностью определить, сколько весит наша галактика. Оценки варьируются в пределах от 700 миллиардов до 2 триллионов солнечных масс.

Взвешивание галактики, особенно в том случае, если вы живёте в ней – непростая задача. Проблема заключается в том, что большая часть массы галактики невидима. По словам Экты Патель (Ekta Patel) из университета Аризоны, тёмная материя, загадочное вещество, которое не излучает никакого света, составляет около 85 процентов нашего Млечного Пути. Так что простой подсчёт звёзд в нашей галактике не предоставит нам точную цифру.

Именно поэтому исследователи обычно также включают данные о движении какого-либо небесного объекта. Метод основан на использовании уравнений, полученных Исааком Ньютоном более 300 лет назад, которые говорят о том, что скорость и расстояние, на которых меньшее тело вращается вокруг большего, связано с массой более крупного объекта.

Один из методов, использованных в исследовании 2017 года, опубликованном в The Astrophysical Journal, заключается в использовании небольших спутниковых галактик, находящихся в сотнях тысяч световых лет от Земли, которые движутся вокруг Млечного Пути, так же как планеты вращаются вокруг звезды. Однако в данном случае астрономы сталкиваются с некоторыми проблемами. Орбиты таких галактик достигают миллиардов лет, следовательно, через несколько лет наблюдений они едва сдвинутся со своего места, и исследователям будет довольно трудно определить их орбитальную скорость.

В исследовании, опубликованном в июне в The Astrophysical Journal, Патель и её коллеги использовали новый метод взвешивания галактики. Они провели компьютерные симуляции виртуальных вселенных, которые могут воспроизвести многие аспекты нашей Вселенной и попытались найти небольшие галактики, которые занимали бы более крупные орбиты.

Миссия Gaia позволила учёным создать самую подробную 3D карту Млечного Пути. Авторы и права: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier.

Примерно 90 000 из этих смоделированных спутниковых галактик затем сравнивались с данными о девяти реальных галактиках, вращающихся вокруг Млечного Пути. Команда выбрала те из них, чьи орбитальные свойства наиболее близко соответствовали реальным спутниковым галактикам и вычислили массу моделируемой галактики, вокруг которой они вращались.

Проведённая работа позволила с высокой точностью определить массу Млечного Пути, которая составила 960 миллиардов солнечных масс. Однако использование данных “Гайя”, включающих орбитальные свойства для 30 слабых карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного пути, наряду с космологическими симуляторами позволит значительно уточнить полученное значение.

По словам Патель, знание массы галактики поможет астрономам ответить на ряд вопросов. Во-первых, учёные смогут точнее определить орбиты спутниковых галактик, поскольку они зависят от массы Млечного Пути. Во-вторых, зная сколько весит галактика, астрономы будут знать примерное число спутниковых галактик, которые они ещё могут обнаружить. Наконец, истинный вес Млечного Пути поможет исследователям узнать, какая часть его массы приходится на тёмную материю.


Больше информации: https://doi.org/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *