Αποδράστε από τα φώτα της πόλης, κοιτάξτε επάνω και θα δείτε ένα από τα θαύματα του νυχτερινού ουρανού - τις φωτεινές συννεφιασμένες ζώνες των αστεριών που αποτελούν τον γαλαξία του Γαλαξία. Το γαλαξιακό μας σπίτι είναι τεράστιο και όμορφο, αλλά πολλά μυστήρια γι 'αυτό παραμένουν.
Για παράδειγμα, παρά τις δεκαετίες προσπαθειών, οι αστρονόμοι δεν έχουν ακόμη προσδιορίσει πόσο ζυγίζει ο γαλαξίας μας, με εκτιμήσεις που κυμαίνονται από οπουδήποτε μεταξύ 700 δισεκατομμυρίων και 2 τρισεκατομμυρίων φορές τη μάζα του ήλιου μας.
Ζυγίζοντας έναν γαλαξία, ειδικά όταν ζείτε σε αυτό, δεν είναι εύκολο έργο. "Είναι σαν να προσπαθείτε να κάνετε μια απογραφή του πληθυσμού των ΗΠΑ, αλλά δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το διαδίκτυο και δεν μπορείτε να αφήσετε την πόλη στην οποία ζείτε", δήλωσε ο αστρονόμος Ekta Patel του Πανεπιστημίου της Αριζόνα στο Tucson στο Live Science. Κανείς δεν μπορεί να κολλήσει τον Γαλαξία σε κοσμική κλίμακα και να διαβάσει απλώς το αποτέλεσμα.
Μέρος του προβλήματος είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας ενός γαλαξία είναι αόρατο. Η σκοτεινή ύλη, μια αινιγματική ουσία που δεν εκπέμπει κανένα φως, αποτελεί περίπου το 85% του Γαλαξία μας, είπε ο Patel. Επομένως, απλά μετρώντας τα αστέρια στον γαλαξία μας δεν θα σας φτάσουμε πολύ μακριά.
Ως εκ τούτου, οι ερευνητές συνήθως κοιτάζουν την τροχιά κάποιου ουράνιου αντικειμένου, είπε ο Patel. Η μέθοδος βασίζεται στις εξισώσεις της βαρύτητας που προήλθαν από τον Isaac Newton πριν από περισσότερα από 300 χρόνια, οι οποίες σας λένε ότι η ταχύτητα και η απόσταση στην οποία ένα μικρότερο σώμα περιστρέφεται γύρω από ένα μεγαλύτερο σχετίζεται με τη μάζα του μεγαλύτερου αντικειμένου.
Μια μέθοδος, που χρησιμοποιείται σε μια μελέτη του 2017 που δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal, είναι να κοιτάξουμε τους μικρούς δορυφορικούς γαλαξίες εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός μακριά που περνούν γύρω από τον Γαλαξία όπως ακριβώς οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από ένα αστέρι. Αλλά υπάρχει πρόβλημα με αυτούς τους δορυφορικούς γαλαξίες. "Οι τροχιές τους είναι δισεκατομμύρια χρόνια", δήλωσε ο Patel, πράγμα που σημαίνει ότι μετά από μερικά σύντομα χρόνια, θα έχουν μόλις φτάσει και οι ερευνητές δεν μπορούν εύκολα να καθορίσουν την τροχιακή τους ταχύτητα.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Ιούνιο του 2018 στην Περιοχή Astrophysical, η Patel και οι συνεργάτες της δοκίμασαν μια νέα μέθοδο για τον ζυγισμό του γαλαξία. Κοίταξαν τις εξομοιωτικές προσομοιώσεις των εικονικών συμπάντων, οι οποίες μπορούν να αναπαράγουν πολλές απόψεις του σύμπαντος μας, και προσπάθησαν να βρουν παραδείγματα μικρών γαλαξιών που περιστρέφονται γύρω από μεγαλύτερα.
Περίπου 90.000 από αυτούς τους προσομοιωμένους δορυφορικούς γαλαξίες στη συνέχεια συγκρίθηκαν με δεδομένα για εννέα πραγματικούς γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία. Η ομάδα πήρε εκείνους των οποίων οι τροχιακές ιδιότητες πλησίασαν περισσότερο τους πραγματικούς δορυφορικούς γαλαξίες και κοίταξαν τη μάζα του προσομοιωμένου γαλαξία που γύρισε.
Αυτό τους έδωσε μια αρκετά καλή εκτίμηση της πραγματικής μάζας του γαλαξία μας, η οποία έφτανε στα 960 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Η Patel είπε ότι το αποτέλεσμά της είναι ωραία στη μέση των περισσότερων προηγούμενων, αν και υπάρχει ακόμη περιθώριο μεγαλύτερης ακρίβειας. Αυτό πιθανότατα θα προέκυπτε από τον δορυφόρο Gaia της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, ο οποίος πρόσφατα παρείχε εξαιρετικά καλές μετρήσεις των τροχιακών ιδιοτήτων 30 γαλαξιών νυχτερινού νάνου που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα μαζί με τις κοσμολογικές προσομοιώσεις για την τελειοποίηση της μέτρησης βάρους είναι "στη λίστα μου", ανέφερε ο Patel.
Πρόσφατα, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA και ο δορυφόρος Gaia της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας συνέβαλαν τις παρατηρήσεις τους σχετικά με σφαιρικά αστρικά σύμπλοκα ή νησίδες αστρικών που περιστρέφονται γύρω από την καρδιά του γαλαξία και διαπίστωσαν ότι ο Γαλαξίας μας ζυγίζει περίπου 1,5 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες. Αυτός ο αριθμός, ο οποίος μπορεί να είναι ένας από τους πιο ακριβείς, σύντομα θα δημοσιευθεί σε ένα προσεχές τεύχος του The Astrophysical Journal.
Γνωρίζοντας τη μάζα του γαλαξία θα βοηθούσε τους αστρονόμους με πολλά πράγματα, είπε ο Patel. Για τον ένα, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να υπολογίσουν καλύτερα τις τροχιές των δορυφορικών γαλαξιών, αφού αυτές εξαρτώνται από τη μάζα του Γαλαξία. Οι βαρύτεροι γαλαξίες έχουν επίσης περισσότερους δορυφόρους σε τροχιά γύρω τους και μέχρι στιγμής τα τηλεσκόπια έχουν εντοπίσει περίπου 50 γαλαξίες γύρω από τον Γαλαξία. Δεδομένου ότι δεν γνωρίζουμε ακριβώς πόσο ζυγίζει ο γαλαξίας, οι επιστήμονες δεν είναι βέβαιοι για το πόσοι δορυφορικοί γαλαξίες θα πρέπει να αναμένουν να βρουν. Τέλος, το πραγματικό βάρος του Γαλαξία μας θα βοηθούσε τους ερευνητές να μάθουν τι ποσοστό της μάζας τους είναι η σκοτεινή ύλη έναντι της κανονικής ύλης.
Ο Patel ελπίζει ότι οι μελλοντικές μελέτες και τα καλύτερα δεδομένα θα καταλήξουν τελικά σε αυτό το αόριστο άγνωστο.
«Νομίζω ότι τα επόμενα 10 ή 20 χρόνια, θα έχουμε μια καλύτερη απάντηση», είπε.
Σημείωση του συντάκτη: Αυτή η ιστορία δημοσιεύθηκε αρχικά στις 4 Σεπτεμβρίου 2018. Ενημερώθηκε στις 7 Μαρτίου 2019 στις 1:30 μ.μ. Ε.Τ. να συμπεριλάβει μια πρόσθετη εκτίμηση της μάζας του Γαλαξία, που προέρχεται από τις παρατηρήσεις που συγκεντρώθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA και από τον δορυφόρο Gaia της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος.
