Το ζήτημα της ζύγισης ενός γαλαξία είναι μια αστρονομική πρόκληση, ειδικά αν είναι ο γαλαξίας στον οποίο ζείτε. Παραδόξως, οι επιστήμονες πρότειναν αρκετούς τρόπους για τον προσδιορισμό της μάζας του Γαλαξία ταυτόχρονα, συνόψισε τα αποτελέσματα σε μια πρόσφατη έρευνα και παρουσίασε την καλύτερη αξία.
Ο πρώτος τρόπος είναι να παρατηρήσουμε την κίνηση των αστεριών στον γαλαξία. Τα περισσότερα αστέρια στον Γαλαξία μας κινούνται περίπου σε κύκλο γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Δεδομένου ότι η βαρύτητα είναι η δύναμη που κρατά τα αστέρια στις τροχιές τους, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ταχύτητα και την απόσταση του άστρου από το κέντρο για να προσδιορίσετε τη μάζα στην τροχιά του.
Δεν έχουν όλα τα αστέρια κυκλικές τροχιές, αλλά συνήθως έχουν. Επομένως, για γνωστά αστέρια, είναι δυνατόν να σχεδιάσουμε τη γραφική παράσταση της εξάρτησης της ταχύτητας από την απόσταση από το κέντρο και να λάβουμε τη λεγόμενη καμπύλη περιστροφής. Μέτρηση αυτής της καμπύλης σε Γαλαξίας και άλλοι γαλαξίες έγιναν η πρώτη απόδειξη ότι οι γαλαξίες έχουν πολύ μεγαλύτερη μάζα από αυτή που μπορεί να εξηγηθεί από τα ορατά αστέρια. Αυτό οδήγησε στην ιδέα της σκοτεινής ύλης.
Ένα από τα προβλήματα με τη μέθοδο της καμπύλης περιστροφής είναι ότι μπορούμε να μετρήσουμε αστέρια μόνο σε μια ορισμένη απόσταση. Τώρα γνωρίζουμε ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του γαλαξία μας δεν συγκεντρώνεται στο κέντρο, αλλά μάλλον απλώνεται προς τα έξω στο γαλαξιακό φωτοστέφανο. Έτσι οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν τη μάζα ενός φωτοστέφανου από την καμπύλη περιστροφής, αλλά μπορούν επίσης να παρατηρήσουν την κίνηση των σφαιρικών αστρικών σμηνών.
Τα σφαιρικά σμήνη είναι φωτεινά πυκνά σμήνη αστεριών. Τα αστέρια μέσα σε ένα σφαιρικό σμήνος είναι βαρυτικά δεσμευμένα, αναγκάζοντας τα σμήνη να κινούνται μέσα στον γαλαξία ως ένα ενιαίο αντικείμενο. Βρίσκονται στη σφαίρα που περιβάλλει τον Γαλαξία, έτσι οι επιστήμονες λένε ότι η μέτρηση της κίνησής τους βοηθά στη μέτρηση της μάζας του γαλαξιακού φωτοστέφανου.
Για να μετρήσουμε την εξωτερική περιοχή του γαλαξιακού φωτοστέφανου, μπορούμε να παρατηρήσουμε την κίνηση των συντρόφων γαλαξιών όπως τα Νέφη του Μαγγελάνου. Σε απόσταση περίπου 1,4 εκατομμυρίων ετών φωτός από τον Γαλαξία, υπάρχουν περίπου 60 μικροί γαλαξίες. Δεν περιφέρονται όλοι γύρω από τον γαλαξία μας, αλλά πολλοί από αυτούς κάνουν. Επειδή βρίσκονται έξω από το γαλαξιακό μας φωτοστέφανο, οι τροχιακές τους κινήσεις καθορίζονται από ολόκληρη τη μάζα του γαλαξία μας. Το μόνο μειονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι, με μόνο μερικές δεκάδες γαλαξίες σε τροχιές, το αποτέλεσμα δεν είναι ιδιαίτερα ακριβές.
Όλες αυτές οι προσεγγίσεις υπολογίζουν τη μάζα του Γαλαξία με βάση την τροχιακή κίνηση. Ωστόσο, οι επιστήμονες λένε ότι ορισμένες μέθοδοι δεν βασίζονται στην τροχιακή κίνηση. Ένα από αυτά είναι η μελέτη των παλιρροϊκών επιδράσεων των νάνων γαλαξιών. Στην ιστορία του γαλαξία μας, υπάρχουν αρκετά σφαιρικά σμήνη και νάνοι γαλαξίες που πλησίασαν πολύ την κεντρική περιοχή του Γαλαξία μας και διαλύθηκαν από παλιρροϊκές δυνάμεις. Τα υπολείμματα αυτών των γαλαξιών σχηματίζουν αστρικά ρεύματα όπως το ρεύμα του Τοξότη. Υπολογίζοντας την κίνηση αυτών των ρευμάτων, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν τη μάζα του γαλαξία.
Μια άλλη προσέγγιση είναι να παρατηρήσουμε αστέρια που φεύγουν από τον γαλαξία μας. Μερικές φορές ένα αστέρι σχεδόν συγκρούεται με ένα άλλο αστέρι και αποκτά αρκετή ταχύτητα για να φύγει από τον γαλαξία μας. Δεδομένου ότι η ταχύτητα διαφυγής εξαρτάται από τη μάζα του γαλαξία, μια στατιστική εκτίμηση της ταχύτητας διαφυγής των αστεριών δίνει τη μάζα του γαλαξία. Τέλος, οι επιστήμονες εξετάζουν την τοπική ομάδα γαλαξιών, η οποία περιλαμβάνει τον γαλαξία της Ανδρομέδας και τους δορυφόρους γαλαξίες του.
Κάθε προσέγγιση έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και επίπεδα ακρίβειας και κανένα από αυτά δεν είναι XNUMX% αληθινό από μόνο του. Οι επιστήμονες έλαβαν τη μέση στατιστική αξία διαφορετικών μεθόδων και εξήγαγαν αυτό που μπορεί να ονομαστεί η καλύτερη τιμή της μάζας του γαλαξία μας. Είναι ένα τρισεκατομμύριο ηλιακές μάζες, συν ή πλην μερικές εκατοντάδες δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.
Διαβάστε επίσης: