Астрономите са използвали астрометричния спътник Gaia и космическия телескоп Хъбъл за измерване на масата на галактиката Млечен път към днешна дата. Новите резултати поставят масата си на нивото на галактиката M31 в Андромеда.
Астрономите вече бяха изнервени от несигурната стойност на теглото на нашата Галактика, точно както родителите са изнервени от теглото на своето потомство. Това е разбираемо, защото теглото на детето служи като индикатор за много важни фактори, като здравето и растежа му. Подобно е с масата на галактиката.
Движението на звездните купове
Лора Уоткинс (Научен институт за космически телескоп, САЩ) и колеги използваха наскоро пуснати данни от стартиращия астрометричен спътник Gaia на ESA, както и около 10 години наблюдения на космическия телескоп Хъбъл (Хъбъл), за да проследят движенията на 46 тясно свързани големи звездни системи. Те са известни в астрономията като кълбовидни клъстери и техните орбити около ядрото на галактиката могат да помогнат да се определи нейната маса. Гравитационната сила на Млечния път определя движението на тези звездни купове, обяснява съавторът професор Уин Еванс (Университет в Кеймбридж, Великобритания). Ако нашата галактика е по-масивна, кълбовидните клъстери ще се движат по-бързо поради по-силната си гравитация. Много предишни измервания измерваха само т.нар радиална скорост, t. j. скорост в посока на лъча от или към Земята. Както каза У. Евънс: Успяхме да измерим и тангенциалната скорост на звездните купове, т.е. скоростта в посока, перпендикулярна на лъча далеч от Земята. От него и от радиалната скорост след това се извежда общата космическа скорост и може да се изчисли масата на Галактиката. По този начин екип от астрономи определи масата на галактиката Млечен път на 1,5 трилиона маси на Слънцето.
Теглото като индикатор
Чертеж на относителните размери на диска Млечен път и неговата вътрешна и външна зала, източник www.spacetelescope.org
Масата на нашата Галактика влияе на всичко: от разбирането ни за нейния произход до природата на тъмната материя. През годините астрономите са установили, че масата му е някъде между 0,5 и 3 трилиона маси на Слънцето. Има много причини за толкова голяма дисперсия. Едно от тях е трудността при изучаването на нашата Галактика, защото ние сме част от нея и например прахът в галактическата равнина ни прави невъзможно да наблюдаваме по-далечни и по-слаби звезди. Друга причина е фактът, че ако астрономите следват орбитите на обекти като кълбовидни клъстери, измерването на движението им по небето е много трудно. Наблюденията продължават дълги години, докато е възможно да се открият техните т.нар собствено движение.
И точно това сега направиха Лора Уоткинс и нейните колеги с програмите на Хъбъл: те наблюдават движението на звезди от около 10 години, както и данни от втората поредица на сателитната мисия Gaia, която наблюдава звездите от 2014 г. насам.
Проблемът с тъмната материя
Най-големият проблем обаче е, че голяма част от материята, която астрономите искат да разгледат, не се вижда. Той е скрит в тъмната материя, а не в звездите. В допълнение, ореолът на галактика с тъмна материя може да се простира до един милион светлинни години от центъра си. Дори ако астрономите изследват орбитата на кълбовидно купче около ядрото на Галактиката, тя ще може само да определи количеството материя вътре в орбитата си. Най-отдалеченият кълбовиден клъстер в изследването на Л. Уоткинс е на 130 000 светлинни години от ядрото. За да определят масата над тази граница, астрономите трябва да направят определени предположения за естеството и формата на залата на тъмната материя около Млечния път. Въпреки това новото измерване е толкова точно, че е помогнало да се получи по-добър поглед върху много други неща. В бъдеще би било полезно да се намерят някои по-отдалечени обекти за проследяване на тяхната траектория във външната зала - някъде около 300 000 светлинни години от сряда. Уоткинс прогнозира, че Гея ще продължи да определя движенията на много по-голям брой кълбовидни клъстери. По този начин астрономите ще могат да усъвършенстват масата на Млечния път, използвайки този и други методи.
RNDr. Зденек Комарек, снимка ЕСО
Влезте или се регистрирайте, за да получите достъп до ексклузивно абонатно съдържание или да поръчате печатна версия на списание Quark.