مسئله وزن یک کهکشان یک چالش نجومی است، به خصوص اگر کهکشانی باشد که شما در آن زندگی می کنید. با کمال تعجب، دانشمندان چندین راه را برای تعیین جرم کهکشان راه شیری به طور همزمان پیشنهاد کردند و نتایج را در یک مقاله اخیر خلاصه کردند. پژوهش و بهترین ارزش را ارائه کرد.
اولین راه مشاهده حرکت ستارگان در کهکشان است. بیشتر ستارگان کهکشان راه شیری تقریباً در یک دایره در اطراف مرکز کهکشان حرکت می کنند. از آنجایی که گرانش نیرویی است که ستاره ها را در مدارشان نگه می دارد، می توانید از سرعت و فاصله ستاره از مرکز برای تعیین جرم در مدار آن استفاده کنید.
همه ستارگان دارای مدار دایره ای نیستند، اما معمولا این مدار را دارند. بنابراین، برای ستارگان شناخته شده، می توان نمودار وابستگی سرعت به فاصله از مرکز را رسم کرد و به اصطلاح منحنی چرخش را به دست آورد. اندازه گیری این منحنی در راه شیری و کهکشان های دیگر اولین شواهدی بودند که جرم کهکشان ها بسیار بزرگتر از آن چیزی است که می توان با ستاره های مرئی توضیح داد. این منجر به ایده ماده تاریک شد.
یکی از مشکلات روش منحنی چرخش این است که ما فقط می‌توانیم ستاره‌ها را تا یک فاصله مشخص اندازه‌گیری کنیم. اکنون می دانیم که بیشتر جرم کهکشان ما در مرکز متمرکز نیست، بلکه به سمت بیرون به هاله کهکشانی گسترش می یابد. بنابراین دانشمندان می توانند جرم هاله را از روی منحنی چرخش تخمین بزنند، اما می توانند حرکت خوشه های ستاره ای کروی را نیز مشاهده کنند.
خوشه های کروی، خوشه های متراکم درخشانی از ستاره ها هستند. ستارگان درون یک خوشه کروی به صورت گرانشی محدود شده اند و باعث می شوند که خوشه ها به عنوان یک جرم واحد در کهکشان حرکت کنند. آنها در کره ای هستند که راه شیری را احاطه کرده است، بنابراین دانشمندان می گویند که اندازه گیری حرکت آنها به اندازه گیری جرم هاله کهکشانی کمک می کند.
برای اندازه‌گیری ناحیه بیرونی هاله کهکشانی، می‌توانیم حرکت کهکشان‌های همراه مانند ابرهای ماژلانی را مشاهده کنیم. در فاصله حدود 1,4 میلیون سال نوری از کهکشان راه شیری، حدود 60 کهکشان کوچک وجود دارد. همه آنها به دور کهکشان ما نمی چرخند، اما بسیاری از آنها اینطور هستند. از آنجا که آنها خارج از هاله کهکشانی ما هستند، حرکات مداری آنها توسط کل جرم کهکشان ما تعیین می شود. تنها اشکال این رویکرد این است که، با وجود تنها چند ده کهکشان در مدار، نتیجه دقیق نیست.
همه این رویکردها جرم راه شیری را بر اساس حرکت مداری محاسبه می کنند. با این حال، دانشمندان می گویند که برخی از روش ها بر حرکت مداری متکی نیستند. یکی از آنها بررسی اثرات جزر و مدی کهکشان های کوتوله است. در تاریخ کهکشان ما، چندین خوشه کروی و کهکشان های کوتوله وجود دارد که خیلی به منطقه مرکزی کهکشان راه شیری نزدیک شده و توسط نیروهای جزر و مدی از هم جدا شده اند. بقایای این کهکشان ها جریان های ستاره ای مانند جریان کمان را تشکیل می دهند. با محاسبه حرکت این جریان ها، دانشمندان می توانند جرم کهکشان را تخمین بزنند.
روش دیگر مشاهده ستارگانی است که از کهکشان ما خارج می شوند. گاهی اوقات یک ستاره تقریباً با ستاره دیگری برخورد می کند و به اندازه ای سرعت می گیرد که از کهکشان ما خارج شود. از آنجایی که سرعت گریز به جرم کهکشان بستگی دارد، یک تخمین آماری از سرعت فرار ستارگان جرم کهکشان را نشان می دهد. در نهایت، دانشمندان به گروه محلی کهکشان‌ها نگاه می‌کنند که شامل کهکشان آندرومدا و کهکشان‌های اقماری آن است.
هر رویکرد مزایا و سطوح دقت خاص خود را دارد و هیچ یک به خودی خود XNUMX% درست نیست. دانشمندان میانگین ارزش آماری روش های مختلف را به دست آوردند و آنچه را می توان بهترین مقدار جرم کهکشان ما نامید. این یک تریلیون جرم خورشیدی به اضافه یا منهای چند صد میلیارد جرم خورشیدی است.
همچنین بخوانید: